ANALISIS PEMILIHAN PONDASI TIANG BOR DAN
PONDASI RAKIT PADA GEDUNG LABORATORIUM
TEKNIK 1 INSTITUT TEKNLOGI SUMATERA
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
dari Institut Teknologi Sumatera
Oleh
Tara I. Edytia
21116164
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNOLOGI INFRASTRUKTUR DAN KEWILAYAHAN
INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA
TAHUN 2020
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
rahmat serta karunia-Nya saya dapat menyelesaikan Proposal Tugas Akhir ini
dengan judul “Analisis Pemilihan Pondasi Tiang Bor Dan Pondasi Rakit Pada
Gedung Laboratorium Teknik 1 Institut Teknlogi Sumatera”.
Adapun tujuan dari penyusunan Proposal Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu
syarat untuk untuk memperoleh gelar Sarjana dari Institut Teknologi Sumatera.
Tentunya keberhasilan dalam penyusunan laporan ini tidak terlepas dari bantuan
serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima
kasih serta rasa hormat yang sebesar-besarnya kepada :.
1.
Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya
sehingga saya dapat melaksanakan penulisan proposal tugas akhir dengan
lancar tanpa adanya hambatan sedikit pun.
2.
Orang tua dan Keluarga, yang telah mendukung, memberikan semangat, serta
memberikan doa yang tulus kepada saya.
3.
Akbar Jiwanda Edytia, selaku kakak kandung saya satu-satunya yang telah
meberikan dukungan moral dan memenuhi semua kebutuhan saya.
4.
Ahmad Yudi S.T., M.T, dan Rahmat Kurniawan, S.T., M.T, selaku dosen
pembimbing I dan Pembimbing II dalam mengerjakan proposal tugas akhir
ini, yang telah memberikan bimbingannya dan masukan sehingga proposal
ini dapat dikerjakan dengan baik.
5.
Syahidus Suhada, S.T., M.T dan Erdina Tyagita Utami., S.T., M.T, selaku
dosen geoteknik yang telah membantu memberikan ilmu dan bimbingannya
kepada saya.
6.
Seluruh dosen Program Studi Teknik Sipil Institut Teknologi Sumatera dan
Jajarannya, yang telah membantu saya dalam mendukung pengerjaan
proposal tugas akhir ini.
7.
Regita Tamara Putri, selaku sahabat yang menemani dan menghibur saya
dalam mengerjakan seminar proposal ini dan senantiasa mendukung apapun
yang sedang saya lewati.
8.
Jenny Gita Fransiska dan Syani Dila Shafira, yang selalu memberikan
dukungan dan mendengarkan keluh kesah saya serta memberikan hiburan
untuk tetap bersemangat dalam mengerjakan proposal tugas akhir ini.
9.
Musalim Ridho, Yefri Prayoga, dan Afif Nur, sebagai sahabat yang
memberikan saya banyak ilmu baik di akademis maupun non akademis dan
memeberikan bantuan tanpa pamrih.
10.
Abang Kokoh, Abang Arif Sitepu, Abang Anggie Sinaga, Abang Edward,
dan Abang Zakaria yang selalu membantu dan memberikan dukungan kepada
saya untuk dapat menyelesaikan proposal tugas akhir dengan baik.
11.
Seluruh sahabat asisten Mekanika Tanah I dan seluruh asisten Rekaya
Pondasi, yang telah menjadi teman berbagi ilmu untuk mendukung proposal
tugas akhir saya.
12.
Seluruh sahabat Gajah Sumatera (Kelas C Teknik Sipil 2016), yang telah
memberikan perhatian dan semangat serta doa dari awal hingga akhir.
13.
Teman-teman Program Studi Teknik Sipil Angkatan 2016.
Akhir kata saya mengucapkan maaf dan terimakasih kembali dan berharap proposal
ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Lampung Selatan, Maret 2020
Tara Edytia
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ........................................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iii
DAFTAR TABEL................................................................................................ vii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2.
Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3.
Tujuan ..................................................................................................... 2
1.4.
Ruang Lingkup ....................................................................................... 3
1.5.
Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 5
2.1.
Uraian Umum ......................................................................................... 5
2.2.
Pembebanan ............................................................................................ 5
2.2.1.
Beban Mati (Dead Load) ................................................................. 6
2.2.2.
Beban Hidup (Live Load) ................................................................ 6
2.2.3.
Beban Angin .................................................................................... 6
2.2.4.
Beban Gempa .................................................................................. 6
2.2.5.
Beban Khusus .................................................................................. 6
2.2.6.
Kombinasi Pembebanan ................................................................. 7
2.3.
Pondasi Dangkal ..................................................................................... 8
2.3.1.
Pondasi Rakit ................................................................................... 8
2.3.1.1.
Ketentuan penggunakan pondasi rakit ................................... 10
2.3.1.2.
Daya Dukung dari Pondasi Rakit ............................................ 10
2.4.
Pondasi Dalam ...................................................................................... 11
2.4.1.
Pondasi Tiang Bor ......................................................................... 11
2.5.
Beban Lateral........................................................................................ 12
2.6.
Korelasi Parameter Tanah .................................................................. 13
2.6.1.
Korelasi untuk Nilai Kohesi ( C )................................................. 14
2.6.2.
Korelasi untuk Nilai Sudut Geser Dalam ( 𝛟 ) .......................... 15
2.6.3.
Korelasi untuk Angka Poisson ..................................................... 17
2.6.4.
Korelasi untuk Modulus Elastisitas ( E ) .................................... 17
2.6.5.
Korelasi Berat Isi Tanah ( Berat dan Volume) .......................... 19
i
2.7.
Perencanaan Pondasi ........................................................................... 20
2.7.1.
Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Data N-SPT........... 21
2.7.2.
Penulangan Pondasi Tiang ........................................................... 27
2.8.
Kelompok Tiang ................................................................................... 31
2.8.1.
2.9.
Susunan Tiang ............................................................................... 32
Effisiensi Kelompok Tiang................................................................... 32
2.10.
Interaksi Tanah Pondasi Pada Pondasi Rakit ............................... 34
2.11.
Interaksi Tanah Pondasi Pada Tiang Group .................................. 36
2.11.1. Reaksi Tanah untuk Tiang Dengan Gaya Aksial ....................... 37
2.11.2. Reaksi Tanah untuk Tiang Dengan Gaya Lateral ..................... 39
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 41
3.1.
Rangkaian Kegiatan Perencaaan ........................................................ 41
3.1.1.
Tahap Perumusan Masalah ......................................................... 41
3.1.2.
Tahap Studi Literatur................................................................... 41
3.1.3.
Tahap Pengumpulan dan Analisa Data ...................................... 41
3.1.4.
Tahap Perencanaan Pondasi Tiang Bor (Bore Pile) .................. 42
3.1.5.
Tahap Perencanaan Pondasi Rakit (Raft Foundation) .............. 42
3.1.6.
Tahap Perhitungan Biaya Material............................................. 42
3.1.7.
Tahap kesimpulan dan Penutup .................................................. 42
3.2.
Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 42
3.3.
Tahapan Pemodelan ............................................................................. 44
3.3.1.
Tahapan Pemodelan di ETABS 2016 .......................................... 44
3.3.2.
Tahapan Pemodelan di SAFE 2016 ............................................. 55
3.3.3.
Tahapan Pemodelan di Group v8.0 ............................................. 63
3.3.4.
Kapasitas Aksial Lentur Tiang Tunggal di PCA Coloumn ...... 69
3.4.
Tahapan Pengerjaan Tugas Akhir...................................................... 73
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Jenis Pondasi Rakit ........................................................................... 9
Gambar 2.2. Jenis Pondasi Tiang Bor ................................................................. 12
Gambar 2.3. Aplikasi Pondasi Tiang dalam Menahan Beban Lateral................. 13
Gambar 2.4. Grafik Hubungan Antara Kohesi (Cu) dan N-SPT pada Tanah
Kohesif .......................................................................................... 15
Gambar 2.5. Korelasi Nilai N-SPT dengan ϕ untuk Tanah Non Kohesif ........... 16
Gambar 2.6. Korelasi ϕ pada Tanah Lempung Normally Consildated ............... 16
Gambar 2.7. Grafik Korelasi Modulus Elastisitas untuk Tanah Lempung
Berdasarkan Nilai PI dan OCR ...................................................... 18
Gambar 2.8. Nilai N-SPT untuk Desain Tahanan Ujung pada Tanah Pasiran .... 23
Gambar 2.9. Faktor Adhesi API Metode 2 (1986) .............................................. 25
Gambar 2.10. Faktor Adhesi................................................................................ 26
Gambar 2.11. Diagram Interaksi Kolom Lingkaran ............................................ 30
Gambar 2.12. Contoh Susunan Tiang.................................................................. 32
Gambar 2.13. Interaksi Tanah Pondasi Pada Pondasi Rakit................................ 35
Gambar 2.14. Interaksi Tanah Pondasi Pada Tiang Group ................................. 37
Gambar 2.15. Pemindahan Beban Tiang Axial - Kurva Pemindahan (t-z) ......... 38
Gambar 2.16. Refleksi Ujung Aksial - Kurva Perpindahan (Q-z)....................... 39
Gambar 2.17. Interaksi Tiang-Tanah................................................................... 40
Gambar 3.1. Flowchart Perencanaan dan Pemodelan ........................................ 43
Gambar 3.2. Tampilan Awal Program ETABS ................................................... 44
Gambar 3.3. Kotak Dialog Model Initialization .................................................. 44
Gambar 3.4. Kotak Dialog New Model Quick Templates ................................... 45
Gambar 3.5. Tampilan Memilih Satuan .............................................................. 45
Gambar 3.6. Kotak Dialog Grid Sistem .............................................................. 45
Gambar 3.7. Kotak Dialog Story Data ................................................................ 46
Gambar 3.8. Kotak Dialog Grid System Data ..................................................... 46
Gambar 3.9. Model Awal Struktur ...................................................................... 46
Gambar 3.10. Define Materials ........................................................................... 47
Gambar 3.11. Kotak Dialog Material Prperty Data ........................................... 47
Gambar 3.12. Kotak Dialog Frame Properties ................................................... 47
iii
Gambar 3.13. Kotak Dialog Frame Properties Shape Type ............................... 48
Gambar 3.14. Kotak Dialog Frame Section Property Data ................................ 48
Gambar 3.15. Kotak Dialog Slab Property Data ................................................ 48
Gambar 3.16. Toolbars untuk Menggambar Balok, Kolom, dan Slab ................ 49
Gambar 3.17. Pengaturan Perletakan Jepit .......................................................... 49
Gambar 3.18. Pengaturan Respon Spectrum ....................................................... 50
Gambar 3.19. Kotak Dialog Load Patterns ......................................................... 50
Gambar 3.20. Kotak Dialog Load Cases ............................................................. 50
Gambar 3.21. Kotak Dialog Load Cases Data .................................................... 51
Gambar 3.22. Kotak Dialog Load Combination.................................................. 51
Gambar 3.23. Memasukkan Beban Angin........................................................... 52
Gambar 3.24. Memasukkan Beban ke Struktur ................................................... 52
Gambar 3.25. Memasukkan Beban Hidup ke Pelat ............................................. 53
Gambar 3.26. Memasukkan Beban Mati ke Pelat ............................................... 53
Gambar 3.27. Proses Running Analysis ............................................................... 53
Gambar 3.28. Display Program ........................................................................... 54
Gambar 3.29. Pemilihan output yang akan Ditampilkan..................................... 54
Gambar 3.30. Output Program ............................................................................ 54
Gambar 3.31. Tampilan Utama Aplikasi SAFE .................................................. 55
Gambar 3.32. Kotak Dialog Pemilihan Model Awal .......................................... 56
Gambar 3.33. Menentukan Satuan ...................................................................... 56
Gambar 3.34. Membuat Grid .............................................................................. 56
Gambar 3.35. Hasil Grid ..................................................................................... 57
Gambar 3.36. Kotak Dialog Materials ................................................................ 57
Gambar 3.37. Kotak Dialog Material Property Data ......................................... 57
Gambar 3.38. Kotak Dialog Slab Property Data untuk Slab .............................. 58
Gambar 3.39. Kotak Dialog Slab Property Data untuk Kolom .......................... 58
Gambar 3.40. Kotak Dialog Soil Subgrade ......................................................... 58
Gambar 3.41. Kotak Dialog Soil Subgrade Property Data ................................. 59
Gambar 3.42. Kotak Dialog Draw....................................................................... 59
Gambar 3.43. Kotak Dialog Draw Slab Area...................................................... 59
Gambar 3.44. Kotak Dialog Draw untuk Kolom ................................................ 60
iv
Gambar 3.45. Kotak Dialog Quick Draw Areas Around Points. ........................ 60
Gambar 3.46. Kotak Dialog Add Design Strips................................................... 60
Gambar 3.47. Kotak Dialog Design Strips .......................................................... 61
Gambar 3.48. Kotak Dialog Expand/Shrink Areas ............................................. 61
Gambar 3.49. Kotak Dialog Assign Soil Properties ............................................ 61
Gambar 3.50. Kotak Dialog Point Loads untuk Menambahkan Beban .............. 62
Gambar 3.51. Automatic Slab Mesh Option ........................................................ 62
Gambar 3.52. Proses Run Analysis ...................................................................... 62
Gambar 3.53. Penampilan Hasil Running ........................................................... 63
Gambar 3.54. Kotak Dialog Slab Design ............................................................ 63
Gambar 3.55. Tampilan Layar Utama Aplikasi Group ....................................... 64
Gambar 3.56. Tampilan Data .............................................................................. 64
Gambar 3.57. Kotak Dialog Pile Cross Section .................................................. 65
Gambar 3.58. Kotak Dialog Pile Properties ....................................................... 65
Gambar 3.59. Kotak Dialog Pile Group 3D Layout ............................................ 65
Gambar 3.60. Memasukkan Koordinat Tiang ..................................................... 66
Gambar 3.61. Kotak Dialog Loading Definition ................................................. 66
Gambar 3.62. Memasukkan Beban dari Struktur Atas ........................................ 66
Gambar 3.63. Memasukkan Beban...................................................................... 67
Gambar 3.64. Memasukkan Detail Pilecap ......................................................... 67
Gambar 3.65. Memasukkan Parameter Tanah..................................................... 68
Gambar 3.66. Menampilkan Hasil Desain........................................................... 68
Gambar 3.67. Proses Run Analysis ...................................................................... 69
Gambar 3.68. Pilih Hasil untuk di Tampilkan ..................................................... 69
Gambar 3.69. Hasil Akhir Pemodelan ................................................................. 69
Gambar 3.70. Tampilan Awal Aplikasi ............................................................... 70
Gambar 3.71. General Information ..................................................................... 70
Gambar 3.72. Proses Penginputan Material Properties ...................................... 70
Gambar 3.73. Memasukkan Bentuk Desain Pondasi .......................................... 71
Gambar 3.74. Memasukkan Diameter Pondasi ................................................... 71
Gambar 3.75. Proses Pengaturan Rabar Bas ....................................................... 71
Gambar 3.76. Proses Memasukkan Jumlah Tulangan, Diameter dan Tebal
v
Selimut Beton. ............................................................................... 72
Gambar 3.77. Proses Pengaturan Confinement ................................................... 72
Gambar 3.78. Proses Penginputan Beban ............................................................ 72
Gambar 3.79. Hasil Akhir Diagram Interaksi Penulangan pada Pondasi ............ 73
Gambar 3.80. Time Line Tugas Akhir ................................................................. 78
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Korelasi Nilai N-SPT dengan Nilai Cu tanah lempung ...................... 15
Tabel 2.2. Hubungan Jenis Tanah dengan Angka Poisson ................................... 17
Tabel 2.3. Korelasi Modulus Elastisitas (E) dengan Nilai N-SPT ....................... 18
Tabel 2.4. Korelasi antara nilai N-SPT dengan Berat Isi Tanah Jenuh (γsat) untuk
............................................................................................................................... 19
Tabel 2.5. Korelasi Berat Isi Tanah (γ) Non-Kohesif dan Kohesif ...................... 19
Tabel 2.6. Korelasi Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat) Non-Kohesif ......................... 20
Tabel 2.7. Nilai Nq (Faktor Daya Dukung) .......................................................... 23
Tabel 2.8. Faktor Adhesi Menurut Reese and O’neil ........................................... 26
Tabel 2.9. Nilai Sudut Friksi untuk Jenis Tanah Tertentu .................................... 27
vii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pondasi merupakan komponen bagian bawah dari sebuah struktur yang
berhubungan langsung dengan tanah yang berfungsi untuk mentransfer beban yang
dipikul oleh pondasi tersebut dan kemudian disalurkan di tanah. Pondasi dibuat
menjadi kuat dan stabil agar mampu menahan beban struktur diatasnya.
Pada umumnya pondasi yang digunakan untuk bangunan bertingkat tinggi adalah
pondasi dalam (pondasi tiang). Tetapi pemilihan penggunaan pondasi didasarkan
pada kondisi tanah pada lokasi proyek. Demikian pula dengan kondisi tanah pada
pemodelan beban struktur bangunan bertingkat tinggi pada Laboratorium Teknik 1
Institut Teknologi Sumatera. Lapisan tanahnya cukup baik yang kedalaman tanah
kerasnya tidak terlalu dalam sehingga dapat diperkirakan untuk tidak perlu
menggunakan pondasi dalam. Maka dari itu akan diambil solusi dengan
menggunakan pondasi dangkal.
Pondasi tiang meneruskan beban hingga mencapai tanah keras. Namun, apabila
tanah keras terlalu dalam sehingga tidak dapat dicapai, pondasi tiang dapat bekerja
dengan meneruskan beban ke tanah melalui tahanan geser yang timbul akibat
dengan gesekan antara tanah dan pondasi.
Biasanya beberapa pondasi tiang
digunakan dan disatukan oleh poer (pile cap). Pada bangunan bertingkat tinggi,
pondasi dangkal yang digunakan adalah pondasi rakit (Raft Foundation atau Mat
Foundation) dan bila tanah dengan daya dukung rendah dapat pula digunakan
pondasi rakit.
Dalam dunia teknik sipil, diharuskan melakukan perencanaan yang memiliki nilai
mutu yang tinggi dengan biaya yang sekecil mungkin. Salah satunya dalam
pemilihan pondasi pada sebuah bangunan, pemilihan jenis pondasi didasarkan pada
beberapa faktor, seperti beban yang harus didukung, kondisi tanah dasar, faktor
lingkungan dan biaya.
1
Peninjauan kembali desain pada pemilihan struktur pondasi dilakukan sebagai salah
satu alternativ desain yang disarankan untuk mendapatkan perencanaan yang
efisien. Untuk memenuhi hal tersebut, pemilihan antara pondasi tiang bor dan
pondasi rakit dilakukan untuk mengetahui jenis pondasi yang efisien digunakan
bagi gedung Laboratorium Teknik 1 Institut Teknologi Sumatera ditinjau dari daya
dukung pondasi dan biaya pelaksanaan.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, permasalahan yang akan mendasari
penelitian ini sebagai berikut:
1.
Berapa besar daya dukung tiang pondasi pada pondasi tiang bor dan pondasi
rakit?
2.
Berapakah besar perbandingan antara daya dukung pondasi tiang bor dan
daya dukung pondasi rakit?
3.
Berapakah dimensi yang dibutuhkan pada perencanaan tiang bor dan
perencanaan pondasi rakit?
4.
Berapakah besar anggaran biaya bahan konstruksi pada masing masing
pondasi baik pada pondasi tiang bor maupun pondasi rakit?
5.
Perencanaan pondasi manakah yang efisien digunakan pada Gedung
Laboratorium Teknik 1 Institut Teknologi Sumatera?
1.3. Tujuan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1.
Mengetahui daya dukung tiang dari pondasi tiang bor dan pondasi rakit.
2.
Membandingkan perhitungan hasil daya dukung pondasi tiang bor dan
pondasi rakit.
3.
Mengetahui dimensi yang dibutuhkan untuk pondasi tiang bor dan pondasi
rakit.
4.
Menganalisis besar perbedaan anggaran biaya antara pondasi tiang bor dan
pondasi rakit.
2
5.
Mengidentifikasi jenis pondasi yang efisien digunakan pada Gedung
Laboratorium Teknik 1 Institut Teknologi Sumatera.
1.4. Ruang Lingkup
Batasan masalah pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1.
Analisis dilakukan pada gedung Laboratorium Teknik 1 Institut Teknologi
Sumatera dengan lebar bangunan 24 meter dan panjang 56 meter.
2.
Membahas perbandingan penggunaan pondasi tiang bor dan pondasi rakit
pada Gedung Laboratorium Teknik 1 ITERA.
3.
Analisis Struktur menggunakan bantuan aplikasi analisis struktur.
4.
Pemodelan pondasi rakit menggunakan bantuan aplikasi perencanaan
pondasi.
5.
Perhitungan daya dukung aksial pondasi tiang bor dilakukan secara manual
dan perhitungan daya dukung lateral menggunakan bantuan aplikasi analisis
tiang grup.
6.
Perhitungan kelompok tiang menggunakan bantuan aplikasi analisis tiang
grup.
7.
Mendapatkan P – M diagram menggunakan bantuan aplikasi desain tulangan
kolom.
8.
Perencanaan pondasi tiang bor meliputi jumlah titik, panjang tiang, detail
penulangan, pile cap dan biaya bahan konstruksi (material).
9.
Perencanaan pondasi rakit meliputi tebal, detail penulangan, kedalaman, dan
biaya bahan konstruksi (material).
10.
Kombinasi pembebanan yang diperhitungkan adalah beban mati, beban
hidup, beban gempa dan beban angin.
11.
Perancangan analisis struktur yang dilakukan pada tugas akhir ini mengacu
pada peraturan-peraturan berikut :
a. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung Tahun
1987.
b. SNI 1726:2012 mengenai “Tara cara perencanaan ketahanan gempa untuk
struktur bangunan bangunan gedung dan non gedung”
3
c. SNI 1727:2013 mengenai “Beban minimum untuk perancangan
bangungan gedung dan struktur lain”
12.
Data sekunder diperoleh dari penyelidikan tanah Gedung Laboratorium
Teknik 1 ITERA.
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dan penyajian laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1.
BAB I PENDAHULUAN
Pada BAB I PENDAHULUAN, berisikan tentang pengantar menuju isi
laporan yang meliputi, latar belakang, rumusan masalah, tujuan, ruang
lingkup masalah, dan sistematika penulisan.
2.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada BAB II TINJAUAN PUSTAKA, berisikan tentang perkembangan
keilmuan, materi pendukung, teori dasar, dan literatur yang berkaitan dengan
tema atau judul yang berkanaan dengan tugas akhir.
3.
BAB III METODE PENELITIAN
Pada BAB III METODE PENELITIAN, berisikan tentang metodologi dan
interprestasi data dalam penyelesaian tugas akhir ini yang dirangkum dalam
langkah-langkah dan diagram alir.
4.
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pada BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN, berisikan tentang proses
penelitian yang dilakukan serta pengolahan data dan menganalisis hasil
pemodelan yang telah dilakukan.
5.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
Pada BAB V SIMPULAN DAN SARAN, berisikan tentang simpulan yang
didapatkan pada hasil penelitian dan analisis serta rangkuman dari bab
sebelumnya dan berisi saran selama proses pengerjaan tugas akhir untuk
perbaikan penelitian selanjutnya.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Uraian Umum
Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang berfungsi meletakkan
bangunan dan meneruskan beban bangunan atas (upperstructure / superstructure)
ke dasar tanah yang cukup kuat mendukungnya. Fungsi dari pondasi adalah
menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban-beban berguna dan
gaya-gaya luar seperti tekanan angin, gempa bumi yang tidak boleh terjadi
penurunan pondasi setempat atau penurunan pondasi merata lebih dari batas waktu
tertentu (Gunawan, 1993).
Semua konstruksi yang direkayasa untuk bertumpu pada tanah harus didukung oleh
suatu pondasi. Pondasi ialah bagian dari suatu sistem rekayasa yang meneruskan
beban yang ditopang oleh pondasi dan beratnya-sendiri kepada dan ke dalam tanah
dan batuan yang terletak di bawahnya. Tegangan-tegangan tanah yang dihasilkan kecuali pada permukaan tanah - merupakan tambahan kepada beban-beban yang
sudah ada dalam massa tanah dari bobot-sendiri bahan dan sejarah geologisnya.
Pemilihan jenis Pondasi menurut Nazakawa (2000) harus mempertimbangkan halhal berikut ini :
a.
Keadaan tanah pondasi.
b.
Batasan-batasan akibat struktur di atasnya (superstructure).
c.
Batasan-batasan dari sekelilingnya.
d.
Waktu dan baiaya pekerjaan.
2.2. Pembebanan
Pada perencanaan bangunan bertingkat tinggi, komponen struktur direncanakan
cukup kuat untuk memikul semua beban kerjanya. Pengertian beban itu sendiri
adalah beban-beban baik secara langsung maupun tidak langsung yang
mempengaruhi struktur bangunan tersebut. Menurut SNI 1727:2013, pengertian
dari beban-beban tersebut sebagai berikut.
5
2.2.1. Beban Mati (Dead Load)
Beban mati ialah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang,
termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finshing,
klading gedung dan komponen arsitektural dan structural lainnya serta peralatan
layan terpasang lain termasuk berat keran.
2.2.2. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup ialah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan
gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban
lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir, atau
beban mati.
2.2.3. Beban Angin
Beban angin ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang
disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Tekanan tiup harus diambil minimum
25 kg/m2, dan ditepi laut sampai sejauh 5 km dari pantai harus diambil minimum
40 kg/m2.
2.2.4. Beban Gempa
Pembebanan gempa diatur dalam SNI 1727:2012. Menurut SNI tersebut, gempa
rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya
selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 persen. Faktor-faktor
yang disesuaikan dalam perencanaan suatu struktur yang terdiri dari wilayah
gempa, percepatan puncak muka tanah, faktor keutamaan gedung, faktor reduksi
gempa, dan waktu getar alami.
2.2.5. Beban Khusus
Beban khusus ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung
yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan fondasi,
susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari beban hidup seperti gaya rem yang
6
berasal dari keran, gaya sentrifugal dan gaya dinamis yang berasal dari mesinmesin, serta pengaruh-pengaruh khusus lainnya.
2.2.6. Kombinasi Pembebanan
Kombinasi pembebanan untuk perencanaan struktur pondasi menggunakan metode
Allowable Stress Design (ASD) dan metode Load Resistant Factor Design (LRFD).
Kombinasi beban pondasi juga meninjau pengaruh gempa serta kombinasi beban
dengan meninjau pengaruh gempa dengan faktor kuat lebih.
a.
b.
c.
Kombinasi Beban metode Allowable Stress Design (ASD)
1)
D
2)
D+L
3)
D + (Lr or S or R)
4)
D + 0.75L + 0.75 (Lr or S or R)
5)
D + (0.6 W or 0.7 E)
6a)
D + 0.75L + 0.75(0.6W) + 0.75 (Lr or S or R)
6b)
D + 0.75L + 0.75(0.6E) + 0.75S
7)
0.6D + 0.6 W
8)
0.6D + 0.7E
Kombinasi beban metode Load Resistant Factor Design (LRFD)
1)
1.4D
2)
1.2D + 1.6L + 0.5(Lr or S or R)
3)
1.2D + 1.6(Lr or S or R) + (L or S or R)
4)
1.2D + 1.0W + L + 0.5(Lr or S or R)
5)
1.2D + 1.0E + L + 0.2S
6)
0.9D + 1.0W
7)
0.9D + 1.0E
Kombinasi dasar beban gempa untuk desain tegangan ijin
5)
(1.0 + 0.14SDS)D + H + F + 0.7 𝜌QE
6)
(1.0 + 0.10SDS)D + H + F + 0.525 𝜌QE + 0.75L + 0.75(Lr atau R)
8)
(0.6 + 0.14SDS)D + 0.7 𝜌QE + H
7
d.
Kombinasi dasar beban gempa untuk desain tegangan ijin dengan faktor kuat
lebih
5)
(1.0 + 0.14SDS)D + H + F + 0.7 Ω0QE
6)
(1.0 + 0.105SDS)D + H + F + 0.525 Ω0QE + 0.75L + 0.75(Lr atau R)
8)
(0.6 + 0.14SDS)D + 0.7 Ω0QE
2.3. Pondasi Dangkal
Menurut (Hardiyatmo, 2002) pondasi dangkal adalah pondasi yang mendukung
beban secara langsung dengan kedalaman Df/B ≤ 4. Pada awalnya, yang
dikategorikan pondasi dangkal adalah pondasi yang memiliki kedalaman (Df) lebih
kecil atau sama dengan dimensi lebar pondasi (B).
Namun dalam
perkembangannya, pondasi masih dianggap dangkal meskipun kedalaman pondasi
mencapai tiga (3) sampai empat (4) kali lebar pondasi (4B) (Budi, 2011).
Menurut Budi (2011), beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam
merencanakan pondasi dangkal antara lain; lapisan tanah organik, kedudukan
lapisan tanah gambut (peat), dan lapisan bahan timbunan (sampah). Merujuk pada
lapisan permukaan tanah tersebut, kemampuan daya dukung pondasi sangat
ditentukan dari luasan dasar pondasi dangkal.
2.3.1. Pondasi Rakit
Pondasi rakit (raft foundation atau mat foundation), didefinisikan sebagai bagian
bawah dari struktur yang berbentuk rakit melebar ke seluruh bagian dasar
bangunan. Bagian ini berfungsi meneruskan beban bangunan ke tanah di bawahnya.
Pondasi rakit digunakan bila lapisan tanah pondasi berkapasitas dukung rendah,
sehingga jika digunakan pondasi telapak akan memerlukan luas yang hampir
memenuhi bagian bawah bangunannya. Terzaghi dan Peck (1948) menyarankan
bila 50% luas bangunan terpenuhi oleh luasan pondasi, lebih ekonomis jika
digunakan pondasi rakit karena dapat menghemat biaya penggalian dan penulangan
beton.
8
Pondasi rakit adalah pelat beton besar yang digunakan untuk mengantarai
permukaan (interface) dari satu atau lebih kolom di dalam beberapa garis atau jalur
dengan tanah dasar (Surjandari, 2007). Pondasi rakit terbagi dalam beberapa jenis
yang lazim atau sering digunakan (Bowles, 1988) :
a.
Pelat rata
b.
Pelat yang ditebalkan di bawah kolom
c.
Balok dan pelat
d.
Pelat dengan kaki tiang
e.
Dinding ruangan bawah tanah sebagai bagian pondasi telapak.
Gambar 2.1. Jenis Pondasi Rakit
Sumber : Bowles, 1988
Pondasi rakit memiliki bentuk yang beragam bergantung dari beban dan jarak
kolom yang ditumpu oleh pondasi rakit. Kondisi tersebut menentukan besaran
momen dan gaya geser yang dialami pondasi rakit yang digunakan sebagai acuan
perencanaan ketebalan pondasi rakit. Apabila dalam perencanaan pondasi rakit
memiliki ketebalan ≤ 400 mm, maka pondasi rakit dapat direncanakan
menggunakan pondasi rakit dengan sistem pelat rata. Untuk beban yang lebih besar,
pondasi rakit dapat dikombinasikan menggunakan sistem pelat rata dengan balok,
namun ketebalan balok yang digunakan dibatasi maksimal 900 mm.
9
2.3.1.1. Ketentuan penggunakan pondasi rakit
Pondasi rakit digunakan, apabila jumlah luas seluruh telapak melebihi setengah luas
bangunan (muatan bangunan cukup besar), lebih ekonomis apabila digunakan
pondasi rakit, dan juga untuk mengatasi tanah dasar yang tidak homogen, misal
pada tanah dimana bangunan akan didirikan terdapat tanah lunak (daya tanah tidak
begitu besar) supaya tidak terjadi penurunan cukup besar.
Pemakaian pondasi rakit dipergunakan apabila penurunan merupakan suatu
masalah misalnya pada tanah lunak. Penurunan ini akan dikontrol dengan cara efek
apung yaitu berat bangunan diatur supaya kurang lebih sama dengan berat tanah
yang digali (Bowles, 1979). Pondasi rakit menjadi alternatif pilihan dilihat dari
faktor eksternal yaitu proses pelaksanaan yang tidak memberi dampak pada
lingkungan sekitar atau bangunan di sekitarnya.
Sebuah pondasi rakit boleh digunakan di mana tanah dasar mempunyai daya
dukung yang rendah atau beban yang begitu besar, sehingga lebih dari 50 persen
dari luas, ditutupi oleh pondasi telapak secara konvensional. Pondasi rakit boleh
ditopang oleh tiang-pancang, di dalam situasi ini (keadaan) seperti air tanah yang
tinggi (untuk mengontrol gaya apung) atau dimana tanah dasar mudah terpengaruh
oleh penurunan yang besar.
2.3.1.2. Daya Dukung dari Pondasi Rakit
Pondasi rakit harus dirancang untuk membatasi penurunan sampai jumlah yang
dapat ditoleransi. Penurunan ini mungkin :
a.
Konsolidasi
b.
Langsung atau elastis
c.
Suatu kombinasi dari jumlah konsolidasi danjumlah langsung.
Sebuah pondasi rakit harus stabil terhadap keruntuhan geser yang dalam yang dapat
mengakibatkan baik keruntuhan rotasi dan merupakan lambang dari keruntuhan
elevator Transcona (White, 1953). Persamaan daya dukung boleh digunakan untuk
menghitung kapasitas tanah, yakni:
qult = cNcScicdc + γDNqSqiqdq + ½ λBNγsγiγdγ
10
(2.1)
atau,
qult = 5.14Su (1 + Sc’ + d’c + i’c + q)
(2.2)
Gunakan B = dimensi pondasi telapak yang paling kecil dan Df = kedalaman
pondasi telapak. Bila daya dukung dihasilkan berdasar pada percobaan penetrasi
(SPT), maka kita boleh menggunakan persamaan berikut :
qa =
N55
F2
Kd
(2.3)
Ambil F2 = 0,08 untuk SI; 4 untuk satuan Fps; Kd = 1 + 0.33 D/B ≤ 1.33.
2.4. Pondasi Dalam
Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban bangunan ke tanah keras
atau batu yang terletak jauh dari permukaan, suatu pondasi dapat dikategorikan
sebagai pondasi dalam apabila perbandingan antara kedalaman dengan lebar
pondasi lebih dari sepuluh (Df/B >10).
Menurut Bowles (1991), pondasi tiang (pile foundation), digunakan bila tanah
pondasi pada kedalaman yang normal tidak mampu mendukung bebannya dan
tanah kerasnya terletak pada kedalaman yang sangat dalam. Pondasi tiang
umumnya berdiameter lebih kecil dan lebih panjang dibanding dengan pondasi
sumuran.
2.4.1. Pondasi Tiang Bor
Pondasi tiang bor adalah pondasi tiang yang pemasangannya dilakukan dengan
mengebor tanah lebih dahulu (Hary Christady Hardiyatmo, 2010). Jenis pondasi
bore pile dipilih untuk mendukung beban bangunan dengan mengandalkan daya
dukung pondasi pada tanah keras dan hambatan lekat yang terjadi pada permukaan
tiang yang tidak rata akibat dari pengecoran di tempat (in situ).
Bore pile dipasang ke dalam tanah dengan cara mengebor tanah terlebih dahulu,
baru kemudian diisi tulangan dan dicor beton. Tiang ini biasanya, dipakai pada
tanah yang stabil dan kaku, sehingga memungkinkan untuk membentuk lubang
yang stabil dengan alat bor. Jika tanah mengandung air, pipa besi dibutuhkan untuk
11
menahan dinding lubang dan kemudian pipa ini ditarik keatas pada waktu
pengecoran beton (Girsang, 2009).
Ada berbagai jenis pondasi tiang bor, yaitu :
a.
Tiang bor lurus untuk tanah keras.
b.
Tiang bor yang ujungnya diperbesar berbentuk bel.
c.
Tiang bor yang ujungnya diperbesar berbentuk trapesium.
d.
Tiang bor lurus untuk tanah bebatuan.
Gambar 2.2. Jenis Pondasi Tiang Bor
Sumber : Bowles, 1988
2.5. Beban Lateral
Beban lateral merupakan beban yang memiliki arah horizontal. Beban-beban yang
memiliki arah horizontal contohnya adalah beban angin, beban gempa, tekanan
tanah lateral, beban hempasan ombak atau kapal pada sisi struktur bangunan, dan
lain-lain. Beban lateral yang diterima oleh pondasi tiang akan bergantung pada
struktur bangunan yang akan meneruskan gaya lateral yang diterima ke kolom
bagian paling bawah dari upper structure dan diteruskan kepada kelompok tiang
pondasi. Gaya lateral besarnya tergantung pada kekakuan tiang, tipe tiang, macam
tiang, penanaman ujung tiang kedalam plat penutup kepala tiang, sifat gaya-gaya
dan besarnya defleksi yang terjadi.
Pondasi tiang memiliki beberapa aplikasi untuk menahan beban lateral pada
struktur. Pondasi tiang dapat menahan beban lateral yang bekerja pada dinding
12
penahan tanah, beban lateral berasal dari tekanan tanah lateral yang mendorongnya
seperti yang terlihat pada Gambar (a). pondasi tiang juga dapat menahan beban
lateral seperti beban angin yang bekerja pada struktur bangunan tingkat tinggi
seperti struktur rangka baja atau gedung pencakar langit seperti yang terlihat pada
Gambar (b) dan Gambar (c) sehingga pondasi tiang mengalami gaya tarik dan gaya
tekan. pondasi tiang juga dapat menahan dinding turap yang menyangga pada
pondasi tiang seperti Gambar (d). Pondasi tiang juga menanggung beban lateral
yang disebabkan gaya eksternal seperti hempasan gelombang air laut, angin, dan
benturan kapal pada konstruksi lepas pantai seperti Gambar (e).
Gambar 2.3. Aplikasi Pondasi Tiang dalam Menahan Beban Lateral
Sumber : binus.ac.id
2.6. Korelasi Parameter Tanah
Dalam merencanakan suatu sub struktur, membutuhkan data-data parameter tanah
yang di dapat dari hasil penyelidikan tanah baik dilapangan maupun dilaboratorium.
13
Untuk memberikan pedoman secara umum tentang kondisi tanah, maka data-data
hasil penyelidikan tanah di lapangan maupun di laboratorium selama bertahun
tahun sebagai input data dengan bantuan peta geologi dapat dihasilkan korelasi
antar parameter-parameter tanah suatu lokasi.
Semakin banyak data yang
dihasilkan maka semakin baik koefisien yang di dapan dari pengolahan data
sehingga persamaan regresi akan lebih baik. Jadi hasil korelasi anta parameterparameter tanah dapat sebagai pedoman secara umum dari suatu lokasi (Budi
Setiyadi, 1994).
Dalam rekayasa geoteknik, empirisisme memiliki peran besar. Selain memberikan
perkiraan awal, korelasi juga dapat digunakan untuk membandingkan nilai yang
ditentukan dari pengujian laboratorium dan penyelidikan lapangan. Ada begitu
banyak persamaan empiris dan grafik yang tersedia dalam literatur, yang secara
teratur digunakan dalam desain di seluruh dunia. Ini berasal berdasarkan data
laboratorium atau lapangan, pengalaman masa lalu, dan penilaian yang baik
(Ameratunga et al., 2016).
2.6.1. Korelasi untuk Nilai Kohesi ( C )
Kohesi dari tanah kohesif yang umumnya berupa tanah lempung dapat diperoleh
secara langsung dari uji laboratorium berupa uji triaksial, uji kuat tekan bebas atau
dari uji geser langsung. Kohesi dibedakan menjadi kohesi tak terdrainase (cu) yang
digunakan untuk analisis jangka pendek dan kohesi terdrainase (c’) yang digunakan
untuk analisis jangka panjang. Nilai kohesi juga ditentukan berdasarkan korelasinya
dengan hasil uji lapangan seperti sondir atau SPT. Berikut nilai kohesi Cu dapat
diperkirakan dari korelasinya dengan N-SPT menurut Terzaghi & Peck. 1967 :
14
Gambar 2.4. Grafik Hubungan Antara Kohesi (Cu) dan N-SPT pada Tanah
Kohesif
Sumber : Terzaghi & Peck,1967
Berdasarkan grafik yang ada, nilai Cu bisa didapatkan dari 2/3 N-SPT
Cu = 2/3 x N-SPT (ton/m2)
(2.4)
Cu = 6 x N-SPT (kN/m2)
(2.5)
Tabel 2.1. Korelasi Nilai N-SPT dengan Nilai Cu tanah lempung
Konsistensi
N
Cu (kN/m2)
Sangat Lunak
0 – 24
< 12
Lunal
2–4
12 – 25
Sedang
4–8
25 – 50
Sangat Kaku
8 – 15
50 – 100
Kaku
> 30
100 – 200
Sumber : Szechy dan Varga, 1978
Nilai kohesi efektif, c’ untuk tanah lempung Overconsolidated menurut Sorensen
dan Okkels (2013) bisa didapatkan dari persamaan berikut:
c’ = 0,1cu
(2.6)
2.6.2. Korelasi untuk Nilai Sudut Geser Dalam ( 𝛟 )
Sudut geser dalam dibedakan menjadi sudut geser dalam tak terdrainase (ϕu) dan
sudut geser dalam efektif (ϕ’). Dari nilai N-SPT nilai ϕ dapat diperkirakan dari
kurva yang dikemukakan oleh Peck, (1947). Pada tanah non kohesif juga nilai ϕu
dianggap sama dengan nilai ϕ’ karena tidak terbentuknya tekanan ekses air pori
pada tanah berbutir kasar.
15
Gambar 2.5. Korelasi Nilai N-SPT dengan ϕ untuk Tanah Non Kohesif
Sumber : Terzaghi & Peck,1967
Gambar 2.6. Korelasi ϕ pada Tanah Lempung Normally Consildated
Sumber : U.S Navy (1971) dan Ladd et al. (1997)
Untuk lempung Over Consolidated, Sorensen Okkels (2013) menyarankan batas
bawah dari nilai sudut geser dalam dapat ditemukan pada persamaan:
𝜙′𝑝𝑒𝑎𝑘 = 44 – 14logPI (4 < PI < 50)
(2.7)
𝜙′𝑝𝑒𝑎𝑘 = 30 – 6logPI (50 ≤ PI < 150)
(2.8)
Untuk estimasi optimal Sorensen mengusulkan dengan:
𝜙′𝑝𝑒𝑎𝑘 = 45 – 14logPI (4 < PI < 50)
(2.9)
𝜙′𝑝𝑒𝑎𝑘 = 26 – 3logPI (50 ≤ PI < 150)
(2.10)
16
2.6.3. Korelasi untuk Angka Poisson
Angka poisson ditentukan berdasarkan tipikalnya, pada umumnya angka poisson
tidak terlalu lebar dan tidak terlalu sensitif terhadap hasil yang diperoleh. Penentuan
parameter tanah dapat dilakukan dengan berbagai macam metode, apabila tidak
terdapat data laboratorium maka dapat digunakan dengan pendekatan metode
empiris, angka poisson dapat ditentukan berdasarkan jenis tanahnya seperti yang
ada pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Hubungan Jenis Tanah dengan Angka Poisson
Jenis Tanah
Angka Poisson
Pasir Lepas
0.2 – 0.4
Pasir Sedang
0.25 – 0.4
Pasir Padat
0.4 – 0.45
Pasir Kelanauan
0.3 – 0.4
Jenis Tanah
Angka Poisson
Lempung Lunak
0.15 – 0.25
Lempung Sedang
0.2 – 0.5
Sumber : Das, 2002
2.6.4. Korelasi untuk Modulus Elastisitas ( E )
Modulus elastisitas tanah tak terdrainase (Eu) dari tanah kohesif ditentukan dari uji
triaksial atau ditentukan secara empiris berdasarkan nilai kohesi, indeks plastisitas
dan nilai OCR. Umumnya berkisar 200 – 400 dari nilai cu. Nilai parameter dari
modulus elastisitas efektif (E’) dari tanah lempung didekati dengan menggunakan
persamaan elastisitas dengan mengambil parameter modulus geser G u = G’ dan υu
= 0,5 yang menghasilkan persamaan:
E’ = 2/3 x (1 + 𝜐′) 𝑥 Eu
(2.11)
Sehingga dengan memperkirakan nilai υ’ yang umumnya berkisar 0.2 – 0.35 maka
nilai E’ dapat diperkirakan.
17
Gambar 2.7. Grafik Korelasi Modulus Elastisitas untuk Tanah Lempung
Berdasarkan Nilai PI dan OCR
Sumber : Duncan dan Buchignani (1976) dan U.S Army (1994)
Nilai modulus elastisitas untuk tanah pasiran dapat digunakan pendekatan empiris
menurut Peck (1974) sebesar 800-1200 kali dari nilai N-SPT yang dinyatakan
dalam satuan kPa. Korelasi modulus elastis salah satunya dapat menggunakan nilai
N-SPT. Berikut ialah korelasi berdasarkan nilai N-SPT dan jenis tanah yang
disajikan pada tabel 2.3 .
Tabel 2.3. Korelasi Modulus Elastisitas (E) dengan Nilai N-SPT
Jenis Tanah
N-SPT (kN/m2)
Es = 500 (N + 15)
Pasir (Konsolidasi Normal)
Es = 7000 N 0.5
Es = 6000 N
Pasir (Jenuh)
Es = (1500 – 22000) ln N
Pasir, Semua (Konsolidasi Normal)
Es = 250 (N + 15)
Es = 4000 + 1050 N
Pasir (overconsolidated)
Es (ocr) = 600 (N + 6), N < 15
Es = 1200 (N + 15)
Pasir Kerikil
Es = 600 (N + 6), N < 15
Pasir Kelempungan
Es = 320 (N + 15)
Lanau, Pasir Kelanauan atau Lanau Kelempungan
Es = 300 (N + 6)
Sumber : Bowles, 1985
18
2.6.5. Korelasi Berat Isi Tanah ( Berat dan Volume)
Salah satu parameter fisik yang penting untuk diketahui adalah berat volume tanah.
informasi mengenai nilai tipikal dari berat volume tanah untuk berbagai jenis tanah
akan sangat berguna untuk memperkirakan tekanan overburden pada kedalaman
tertentu. Berat volume atau isi tanah merupakan berat tanah persatuan volume, biasa
disimbolkan dengan γ (gamma).
w (berat)
γ = v (volume)
(2.12)
Tabel 2.4. Korelasi antara nilai N-SPT dengan Berat Isi Tanah Jenuh (γsat) untuk
Tanah Kohesif
qu (Unconfined
γsat
N-SPT
Compresive
Konsistensi
Blows/ft
Strength)
kN/m3
(tons/ft)
<2
Sangat Lunak
< 0.25
16 – 19
2–4
Lunak
0.25 – 0.50
16 – 19
4–8
Sedang
0.50 – 1.00
17 – 20
8 – 15
Kaku
1.00 – 2.00
19 – 22
15 – 30
Sangat Kaku
2.00 – 4.00
19 – 22
> 30
Kuat
> 4.00
19 -22
Sumber : Lambe W T & Whitmann R V, 1969
Tabel 2.5. Korelasi Berat Isi Tanah (γ) Non-Kohesif dan Kohesif
Tanah non Kohesuf
0 - 10
11 -30
31 – 50
N
> 50
Berat Volume (kN/m3)
43815
14 - 18
6 – 20
18 – 23
Sudut Friksi
25 - 32
28 - 36
30 - 40
> 35
State
Lepas
Sedang
Padat
Sangat Padat
Kohesif
4-6
6 - 15
16 - 25
> 25
14 - 18
16 -18
16 -18
16 - 20
> 20
< 25
20 - 50
30 - 60
40 - 2000
> 100
Sangat
Lunak
Lunak
Sedang
Kaku
Keras
N
Berat Volume (kN/m3)
Cu, kPa
State
>4
Sumber : Lambe W T & Whitmann R V, 1969
19
Tabel 2.6. Korelasi Berat Jenis Tanah Jenuh (γsat) Non-Kohesif
Deskripsi Sangat Lepas
Lepas
Sedang
Padat
Sangat Padat
N-SPT
Halus
1–2
3–6
7 – 15
16 – 30
Sedang
2-3
4–7
8 – 20
21 - 40
> 40
Kasar
3–4
5-9
10 25
16 - 45
> 45
Sudut Friksi
Halus
26 – 28
28 – 30
30 - 34
33 – 38
Sedang
27 – 28
30 – 32
32 - 36
36 – 42
Kasar
28 – 30
30 – 34
33 - 34
40 – 50
11 – 16
14 - 18
17 - 20
17 - 22
γwet
(kN/m3)
> 50
20 – 23
Sumber : Lambe W T & Whitmann R V, 1969
2.7. Perencanaan Pondasi Tiang Bor
Untuk memperoleh pondasi tiang yang sesuai maka diperlukan perencanaan
sebelumnya. Dalam merencanaan pondasi tiang biasanya mengikuti prosedur
sebagai berikut:
a.
Melakukan penyelidikan tanah dilokasi pembangunan, penyelidikan
bangunan yang ada di sekitarnya, sehingga diameter, jenis dan panjang tiang
dapat ditetapkan berdasarkan bor log yang didapat. Jenis dari bahan pondasi
yang diperlukan disesuaikan dengan kondisi tanah misalnya kedalaman tanah
keras.
b.
Menghitung bearing capacity diijinkan untuk satu tiang. Daya dukung
sebaiknya ditetapkan dengan mempertimbangkan kondisi tanpa gempa dan
dengan gempa. Bearing capacity juga harus mempertimbangkan tiga arah
gaya yang terjadi yaitu arah vertikal tekan dan tarik serta arah lateral.
c.
Setelah daya dukung satu tiang diketahui maka daya dukung kelompok tiang
harus dihitung.
d.
Hitung reaksi yang didistribusikan ke kepala tiang. Hal ini berarti bahwa
kelompok tiang yang menjadi satu kesatuan dalam kepala tiang harus mampu
memikul beban vertikal (V), horizontal (H) dan momen (M).
20
2.7.1. Daya Dukung Pondasi Tiang Berdasarkan Data N-SPT
Dalam merencanakan pondasi tiang, diperlukannya perhitungan daya dukung
ultimit tiang yang dibedakan berdasarkan jenis tiang dan jenis tanah. Daya dukung
vertikal pondasi tiang diperoleh dari menjumlahkan daya dukung ujung tiang dan
tahanan geser dinding tiang. Besarnya daya dukung diijinkan seperti pada persmaan
berikut:
Qall =
=
Qu
(2.13)
SF
(Qs + Qp)
(2.14)
SF
Dengan keterangan sebagai berikut :
Qall
= Daya dukung izin pondasi
Qu
= Daya dukung ultimit
Qs
= Daya dukung geser dinding tiang (Friksi)
Qp
= Daya dukung ujung tiang
SF
= Faktor Keamanan (2.5 – 4)
a.
Daya Dukung Aksial Tekan dan Daya Dukung Aksial Tarik
Persamaan daya dukung aksial tekan :
Qu
= Qs + Qp
(2.15)
Persamaan daya dukung aksial tarik :
Qu
= 0.7 Qs + Wp
(2.16)
Dengan keterangan sebagai berikut:
Qu
= Daya dukung ultimit
Qs
= Daya dukung geser dinding tiang (Friksi)
Qp
= Daya dukung ujung tiang
Wp
= Berat Tiang
b.
= volume tiang x γtiang (Ton)
Daya Dukung Ujung Tiang
Daya dukung ultimit pada ujung tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
Qp
= qp x A
Dengan keterangan sebagai berikut:
Qp
= Daya dukung ultimit tiang
qp
= Tahanan ujung per satuan luas (ton/m2)
21
(2.17)
= Luas penampang tiang (m2)
A
Perhitungan :

Mencari A (luas penampang ujung)
= ¼ π D2
Ap

Mencari qp (tahanan ujung)
Diambil dari N-SPT pada ujung lapisan tanah.
c.
Tahanan Ujung Tiang (qp)
Pada perhitungan daya dukung ujung tiang dibedakan berdasarkan jenis tiang
pondasi yang digunakan dan jenis tanah dasar pada lapisan pekerjaan pondasi.
1.
Tahanan Ujung Tiang pada Tanah Lempung
Daya dukung ujung tiang untuk tanah lempung, baik pada tiang pancang dan
tiang bor adalah sama besar berdasarkan nilai kohesi undrained nya.
qp
=
9c
(2.18)
Dengan keterangan sebagai berikut:
c = Nilai Kohesi
2.
Tahanan Ujung Tiang pada Tanah Pasir

Tiang Pancang
Berdasarkan nilai N-SPT (Mayerhoff)
qp
= 40 N-SPT (t/m2) < 1600 (t/m2)
Dengan,
N- SPT
= (N1 + N2) / 2
N1
= Harga Rata-rata dari dasar ke 10D ke atas
N2
= Harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah
22
(2.19)
Gambar 2.8. Nilai N-SPT untuk Desain Tahanan Ujung pada Tanah Pasiran
Sumber : Masyur Irsyam, 2012
Berdasarkan API, 1986
qp
= σ′ x Nq
(2.20)
Dengan keterangan sebagai berikut:
σ′ = Tegangan ovurbuden efektif di ujung tiang
Nq = Bearing Capacity Factor (Tabel 2.7.)
Tabel 2.7. Nilai Nq (Faktor Daya Dukung)
Tanah
Very loose to medium, sand to silt
Loose to dense, sand to silt
Medium to dense, sand to sand-silt
Dense to very dense, sand to sand-silt
Dense to very dense, gravel to sand
Nq
8
12
20
40
50
Limiting q (Mpa)
40 (1 9)
60 (2 9)
100 (4 8)
200 (9 6)
250 (12 0)
Sumber : Mashur Irsyam, 2012

Tiang Bor (Bored Pile)
1. Bedasarkan nilai N-SPT (Reese and Wright, 1977)
qp
= 7 N–SPT (t/m2) < 400 (t/m2)
Dengan keterangan sebagai berikut:
N- SPT
= (N1 + N2) / 2
N1
= Harga Rata-rata dari dasar ke 10D ke atas
N2
= Harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah
23
(2.21)
2. Bedasarkan nilai N-SPT (NAVDOC)
Besarnya tahanan ujung pada tanah pasir untuk pondasi tiang bor adalah
sebesar 1/3 dari Qp yang didapat dari perhitungan tahanan ujung untuk
pondasi tiang pancang.
qp
= 13 N (t/m2)
(2.22)
Dengan keterangan sebagai berikut:
d.
N- SPT
= (N1 + N2) / 2
N1
= Harga Rata-rata dari dasar ke 10D ke atas
N2
= Harga rata-rata dari dasar ke 4D ke bawah
Daya Dukung Selimut Tiang
Daya dukung selimut pada ujung tiang dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
Qs
= Fs x p x ∆L
(2.23)
Dengan keterangan sebagai berikut:
p
= Keliling penampang tiang untuk bagian yang ditinjau
Fs
= Faktor gesekan antara tiang dengan tanah yang merupakan fungsi
kedalaman dari tiang
∆L
= Panjang bagian tiang yang ditinjau
Pada perhitungan daya dukung selimut (friksi) tiang dibedakan berdasarkan jenis
tiang pondasi yang digunakan dan jenis tanah dasar pada lapisan pekerjaan pondasi.
1.
Tahanan Geser Selimut Tiang pada Tanah Lempung
a.
Tiang Pancang
Tahanan geser selimut tiang yang merupakan konstribusi dari kohesi
tanah,
Qs
= 𝜏 x p x ∆L
Dengan keterangan sebagai berikut:
𝜏 = 𝛼 x Cu
𝜏 = Tegangan Geser
𝛼 = Koefisien adhesi antara tanah dan tiang
Cu = Kohesi undrained
Faktor Adhesi α pada tanah lempung untuk tiang pancang :
Berdasarkan API RP2A Method 2, 1986
24
(2.24)
Gambar 2.9. Faktor Adhesi API Metode 2 (1986)
Sumber : https://slideplayer.info/slide/2763370/
Menurut Revisi API Method, 1987
Dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
α
= 0.5 (ψ)-0.5, untuk ψ ≤ 1.0
α
= 0.5 (ψ)-0.5, untuk ψ > 1.0
Dengan batasan, α ≤ 1.0
Dengan keterangan sebagai berikut:
b.
ψ
= c/σ′ pada kedalaman yang ditinjau
σ′
= Tegangan overburden efektif
c
= kohesi undrained
Tiang Bor (Bored Pile)
Tahanan geser selimut tiang yang merupakan konstribusi dari kohesi
tanah, maka dari itu rumus yang digunakan daya dukung selimut tiang
pada tiang bor dengan jenis tanah lempung bernilai sama seperti yang
ditunjukkan oleh persamaan 4.11. yang membedakan hanya faktor
kohesinya saja. Faktor kohesi pada tanah lempung untuk tiang bor dapat
dilihat berikut ini :
Reese And Wright, 1977
 Menurut Reese dan Wright, faktor adhesi (koefisien α) ujung tiang
bor adalah 0.55.
 Kulhwy, 1984
Menurut Kulhawy faktor adhesi dapat dilihat dari gambar berikut
ini:
25
Gambar 2.10. Faktor Adhesi
Sumber : Kulhawy, 1984
 Reese and O’Neil, 1988
Tabel 2.8. Faktor Adhesi Menurut Reese and O’neil
Value of 𝛂
Undrained Shear Strength Su (tsf)
<2
0.55
2–3
0.49
3–4
0.42
4–5
0.38
Value of 𝛂
Undrained Shear Strength Su (tsf)
5–6
0.35
6–7
0.33
7–8
0.32
8–9
0.31
>9
Treat as rock
Sumber : Mashur irsam, catatan kuliah
c.
Tahanan Geser Selimut Tiang pada Tanah Berpasir
1.
Tiang Pancang
a. Bedasarkan nilai N-SPT
Qs
= 𝜏 x p x ∆L
Dengan keterangan sebagai berikut:
𝜏
= 0.1 N (t/m2); (displacement kecil)
𝜏
= 0.2 N (t/m2); (displacement besar)
𝜏
= Kuat Geser
26
(2.25)
b. Berdasarkan API RP2A, 1987
Rumus yang digunakan sama seperti persamaan 2.24 yang
membedakan hanya nilai 𝜏.
𝜏
= K σ′ tan δ
Dengan keterangan sebagai berikut:
K
= Koefisien tegangan lateral
= 0.8 (Penampang tiang terbuka)
= 1.0 (Penampang tiang tertutup/Perpindahan tiang penuh)
σ′ = Tegangan overburden efektif pada kedalaman yang ditinjau
δ
= Sudut friksi antara tanah dengan tiang
Tabel 2.9. Nilai Sudut Friksi untuk Jenis Tanah Tertentu
Limit f,
δ,
Soil
Degrees
Kips/ft2 (kPa)
Very loose to medium, sand to silt
15
1.0 (47.8)
Loose to dense, sand to silt
20
1.4 (67.0)
Medium to dense, sand to sand-silt
25
1.7 (83.1)
Dense to very dense, sand to sand-silt
30
2.0 (95.5)
Dense to very dense, gravel to sand
35
2.4 (114.9)
Sumber : Mashur irsam, catatan kuliah
2.
Tiang Bor (Bored Pile)
Rumus yang digunakan sama seperti persmaan 2.22 yang membedakan
hanya nilai 𝜏.
𝜏
= (0.11 – 0.32) N-SPT (t/m2)
𝜏rata-rata
= 0.2 N-SPT (t/m2)
(Rata-Rata antara Meyerhof, 1976 dan Reese & Wright, 1977)
2.7.2. Penulangan Pondasi Tiang
Penulangan pondasi tiang didasarkan pada jenis tiang yang digunakan, berbeda cara
dalam menentukan penulangan pada tiang bor dan tiang pancang. Pada tiang
pancang kapsitas lentur dan geser diberikan pada katalog penulangan tiang
pancang. Pada tiang bor didasarkan pada penulangan lentur (gaya momen) dan
penulangan geser (gaya gesr) yang bekerja pada pondasi tersebut.
27
1.
Hitung Tulangan Utama
Dalam menentukan presentasi tulangan kolom menggunakan grafik interaksi
kolom dengan langkah – langkah sebagai berikut :
a. Menentukan momen nominal (Mn)
Mn =
Mu
(2.26)
φ
Dengan keterangan sebagai berikut:
φ = Faktor reduksi kekuatan tekan dengan tulangan spiral 0.70
Mn = Momen nominal yang bekerja
Mu = Momen maksimum yang bekerja pada tiang
b. Menghitung 𝜌min, 𝜌b, 𝜌max
𝜌min =
𝜌b
=
1.4
(2.27)
Fy
0.85 β Fc'
Fy
600
x (600 Fy)
(2.28)
𝜌max = 0.75 (𝜌b)
(2.29)
Dengan keterangan sebagai berikut:
𝜌min = Rasio tulangan minimum
𝜌b
= Rasio tulangan seimbang (balance)
𝜌max = Rasio tulangan maksimum
c. Menghitung 𝜌
𝜌 =
m =
Rn =
1
m
( 1 − √1 −
(2m x Rn)
Fy
)
Fy
(2.30)
(2.31)
0.85 x Fc'
Mn
(2.32)
bd²
Dengan keterangan sebagai berikut:
𝜌
= Rasio tulangan yang digunakan
d. Menghitung Luas Tulangan
As = 𝜌 x b x d
As tulangan =
(2.33)
1
4
𝜋 (diameter tulangan)2
28
(2.34)
Dengan keterangan sebagai berikut:
As
= Luas tulangan yang dipakai
b
= Diamtere pondasi
d
= Lebar efektif pondasi
As tulangan = Luas tulangan
e. Menghitung jumlah tulangan
n=
As
(2.35)
As tulangan
Dengan keterangan sebagai berikut:
n
2.
= Jumlah tiang yang digunakan
Tulangan Longitudinal Aksial Lentur (P-M)
Penulangan mengikuti prinsip penulangan kolom struktur beton. Data-data
yang dibutuhkan antara lain yakni, gaya aksial maksimum pada tiang bor
(Pmax=Pijin), momen maksimum pada tiang bor (Mmax), Faktor beban ultimit
(K). Perhitungan tulangan longitudinal tekan lentur sebagai berikut:
a. Gaya aksial ultimit
ϕ . Pn = Pu = K . Pmax
(2.36)
b. Momen ultimit
ϕ . Mn = Mu = K . Mmax
(2.37)
c. Luas penampang bore pile
ϕ . Pn / (fc’ . Ag)
(2.38)
ϕ . Mn / (fc’ . Ag . D)
(2.39)
d. Plot nilai ϕ . Pn / (fc’ . Ag) dan ϕ . Mn / (fc’ . Ag . D) ke dalam Diagram
Interaksi Kolom Lingkaran.
Dari gambar 2.x didapatkan data berupa, rasio tulangan sehingga dapat
dihitung luas tulangan yang diperlukan (As = ρ . Ag), tentukan diameter
besi tulangan yang akan digunakan, dan jumlah tulangan yang digunakan
(n = As/A)
29
Gambar 2.11. Diagram Interaksi Kolom Lingkaran
Sumber : Kulhawy, 1984
3.
Tulangan Geser
Perhitungan geser Borpile didasarkan atas momen dan gaya aksial untuk
kombinasi beban yang menentukan dalam perhitungan tulangan aksial tekan
dan lentur. Perhitungan tulangan geser sebagai berikut :
a. Gaya geser ultimit akibat momen
Vu =
Mu
(2.40)
L
b. Gaya geser ultimit akibat gaya lateral
Vu = K . hijin
(2.41)
c. Jarak tulangan terhadap sisi luar beton
d' = S + D19 +
D22
(2.42)
2
d. Luas penampang tiang bor
Ag =
π
(2.43)
4 D2
e. Tebal dan lebar ekivalen penampang
Tebal,
h = √Ag
(2.44)
Lebar,
30
b =h
(2.45)
f. Tebal Efektif
d = h – d’
Vc = [
(2.46)
(√fc′ )
1 + Pu
]
x
(14 . Ag)
6 .b .d
[
]
(2.47)
g. Luas tulangan geser (sengkang)
Asv =
nπ
(2.48)
4 D2
h. Jarak tulangan yang diperlukan
S =
Asv . fy . d
(2.49)
Vs
2.8. Kelompok Tiang
Tiang
berkelompok
adalah
sekumpulan
tiang
yang
dipasang
secara
relatif berdekatan dan biasanya diikat menjadi satu dibagian atasnya dengan
menggunakan pile cap. Untuk menghitung nilai kapasitas dukung kelompok tiang,
ada bebarapa hal yang harus diperhatikan terlebih dahulu, yaitu jumlah tiang dalam
satu kelompok, jarak tiang, susunan tiang dan efisiensi kelompok tiang.
Menurut Hardiyatmo (2010:212) kapasitas kelompok tiang tidak selalu sama
dengan jumlah kapasitas tiang tunggal yang berada dalam kelompoknya. Stabilitas
kelompok tiang tergantung dari beberapa hal berikut, yaitu:
a.
Kapasitas dukung tanah di sekitar dan di bawah kelompok tiang dalam
mendukung beban total struktur.
b.
Pengaruh konsolidasi tanah yang terletak di bawah kelompok tiang. Pada
tiang tunggal, interaksi yang terjadi hanyalah tiang dengan tanah, sedangkan
pada kelompok tiang akan ada interaksi antara tiang dengan tanah dan tiang
dengan tiang yang lainnya. Interaksi ini akan lebih besar jika jarak tiang
semakin dekat. Jika pada salah satu tiang pada kelompok tiang didesak
sehingga terjadi penurunan, maka tiang disekitarnya akan ikut turun akibat
tertarik oleh tanah disekitar tiang yang dibebani. Berdasarkan kondisi
tersebut, maka akan terjadi penurunan tiang akibat beban yang didukung tiang
didekatnya walaupun tiang tersebut tidak terbebani. Hal ini akan
31
mengakibatkan kapasitas dukung tiang menjadi berkurang jika dibandingkan
dengan kondisi tiang tunggal. Analisis ini dikembangkan dengan
menganggap tidak ada pile cap.
2.8.1. Susunan Tiang
Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara tidak
langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau terlalu
lebar, maka luas denah pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton
menjadi bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak (K. Basah
Suryolelono, 1994). Gambar 2.11. adalah contoh susunan tiang,
Gambar 2.12. Contoh Susunan Tiang
Sumber : Teknik Fondasi 2, Hary Christady Hardiyatmo
2.9. Effisiensi Kelompok Tiang
Efisiensi kelompok tiang adalah perbandingan kapasitas kelompok tiang terhadap
jumlah kapasitas masing-masing tiang dalam satu pile cap. Kebutuhan tiang
mungkin masih belum cukup dikarenakan adanya group action yaitu intervensi
32
garis-garis tegangan dari tiang yang berdekatan sehingga mengurangi daya dukung
kelompok tiang, yang biasanya dinyatakan dalam angka efisiensi. Dalam hitungan
kapasitas kelompok tiang maka dipilih dari hal-hal berikut :

Jika kapasitas kelompok tiang (Qg) lebih kecil daripada kapasitas tiang
tunggal kali jumlah tiang (nQu), maka kapasitas dukung pondasi tiang yang
dipakai adalah kapasitas kelompoknya (Qg).

Sebaliknya, bila dari hitungan kapasitas kelompok tiang (Qg) lebih besar,
maka dipakai kapasitas tiang tunggal kali jumlahnya (nQu). Perhitungan
Menurut Coduto (1983), effisiensi tiang bergantung pada beberapa faktor, yaitu :

Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.

Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).

Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.

Urutan pemasangan tiang.

Macam tanah.

Waktu setelah pemasangan.

Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.

Arah dari beban yang bekerja.
Persamaan untuk menghitung efisiensi kelompok tiang adalah sebagai berikut :
a.
Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan rumus Converse-Labbarre
dari Uniform Building Codde AASHTO
Eg = 1 – [
( n1 - 1) n2 + ( n2 -1) n1
90 n1 n2
]θ
(2.50)
Dengan keterangan sebagai berikut :
Eg = Efisiensi Kelompok Tiang
n1 = Banyak Tiang Dalam 1 Baris Arah Sumbu-X Terjauh (baris)
n2 = Banyak Tiang Dalam 1 Baris Arah Sumbu-Y Terjauh (kolom)
θ
b.
= Arc Tgn (D/s) (°)
Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan metode Block Failure atau
keruntuhan blok (Terzaghi dan Peck, 1948)
Model keruntuhan blok terjadi bila rasio jarak tiang dibagi diameter (s/d)
kurang lebih sekitar 2. Whitaker (1957) memperlihatkan bahwa keruntuhan
33
blok terjadi pada jarak 1.5d untuk kelompok tiang 3 x 3, dan lebih kecil dari
2.25d untuk tiang yang berjumlah 9 x 9. Untuk jarak tiang yang lebih besar,
keruntuhan akan berupa keruntuhan tiang tunggal.
Qg = 2D (B + L) c + 1.3 Cb Nc BL
(2.51)
Dengan keterangan sebagai berikut :
Qg = Kapasitas Ultimit Kelompok, Nilainya Harus Tidak Melampaui nQ u
(dengan n = jumlah tiang dalam kelompoknya) (kN)
c
= Kohesi Tanah di Sekeliling Kelompok Tiang (kNm 2)
Cb = Kohesi Tanah di Bawah Dasar Kelompok Tiang (kNm2)
B
= Lebar Kelompok Tiang, dihitung dari pinggir tiang-tiang (m)
L
= Panjang Kelompok Tiang (m)
D
= Kedalaman Tiang di Bawah Permukaan Tanah (m)
Nc = Faktor Kapasitas Dukung
c.
Perhitungan efisiensi kelompok tiang berdasarkan Los Angeles Group –
Action Formula
D
ELA = 1- π S m [m (n -1) + (m -1) + √2(m-1)(n-1)]
(2.52)
Dengan keterangan sebagai berikut :
m = Jumlah baris tiang
n = Jumlah tiang dalam satu baris
d = Diameter tiang
s = Jarak pusat ke pusat tiang
2.10. Interaksi Tanah Pondasi Pada Pondasi Rakit
Pada desain metode konvensional, pondasi rakit di asumsikan sebagai desain yang
kaku dan memiliki tekanan tanah distribusi sceara garis (liniear). Pada desain
metode elastis (approximate flexible method of design) tanah diasumsikan sebagai
gabungan dari pegas yang elastis tak hingga.
34
Gambar 2.13. Interaksi Tanah Pondasi Pada Pondasi Rakit
Sumber : Structural Engineering Forum of India, -SEFI
Modulus reaksi subgrade adalah hubungan konseptual antara tekanan tanah dengan
defleksi (Bowles, 1996). Nilai modulus reaksi subgrade dapat dilihat pada
persmaan 2.53 berikut ini :
K=
K=
Tekanan
(2.53)
Deformasi
q
∆
(2.54)
Pada pengaplikasiannya tekanan merupakan daya dukung yang telah diizinkan, dan
deformasi adalah penurunan tanah yang telah diizinkan. Persmaan 2.53 merupakan
penurunan yang didapatkan dari hukum Hoooke yang memiliki persamaan sebagai
berikut :
F = k. x
(2.54)
K merupakan kekauan, sedangkan k merupakan gaya atau tekanan dan x adalah
perubahan dimensi (panjang). Modulus reaksi subgrade pada tanah dapat dijelaskan
seperti rumus hokum Hooke disaat kondisi pertemuan beban dan tanah dianggap
sebagai spring (elastis) atau tidak kaku (rigid). Variasi nilak k selalu berbeda di
setiap kondisi tanah. Perbedaan nilai k pada pada setiap jenis tanah adalah sebagai
berikut :
a.
Tanah Berpasir
b.
K =k0.3 ( 2B ) ²
Tanah Lempung
B + 0.3
(2.55)
0.3
K = (kN/m3) = k0.3 ( B )
35
(2.56)
c.
Pondasi Persegi yang memiliki dimensi berbeda (B x L)
B
K=
k ( b x b ) (1 + 0.5 L )
1.5
(2.57)
2.11. Interaksi Tanah Pondasi Pada Tiang Group
Interaksi tanah-struktur adalah analisis yang bertujuan menganalisis respon
struktur, pondasi, dan tanah akibat free field motion tertentu. Terdapat dua jenis
interaksi tanah struktur, yaitu interaksi inersial dan interaksi kinematik. Struktur
atas (upper structure) ditumpu oleh tanah melalui pondasi. Maka interaksi tanahstruktur boleh dikatakan selalu merupakan interaksi tanah-pondasi-struktur atas.
Beban struktur atas tersebut harus ditransfer kelapisan tanah yang cukup keras agar
pondasi mampu memikul beban tersebut. Jika pondasi grup tiang digunakan untuk
mendukung suatu struktur bangunan tinggi maka grup tiang juga diharapkan dapat
menahan beban akibat gaya aksial dan lateral yang berasal dari struktur atas.
Oleh karena itu, pile group dirancang untuk mampu menahan beban aksial dan
beban lateral yang bekerja padanya. Dengan demikian, pada perencanaan pondasi
tiang, kemampuan menahan beban aksial dan lateral harus diperhitungkan dengan
baik agar dapat menghasilkan suatu struktur pondasi yang kuat dan efisien, beban
lateral merupakan beban yang bekerja tegak lurus tiang sehingga memungkinkan
terjadinya pergeseran bila tiang tidak mampu menahannya. Khusus tahanan tiang
terhadap beban lateral, yang berpengaruh adalah kekuatan tiang itu sendiri dan
kondisi tanah yang menggenggam sepanjang tiang.
Pada tiang tunggal, interaksi yang terjadi hanyalah tiang dengan tanah,sedangkan
pada kelompok tiang akan ada interaksi antara tiang dengan tanah dan tiang dengan
tiang yang lainnya. Interaksi ini akan lebih besar jika jarak tiang semakin dekat.
Jika pada salah satu tiang pada kelompok tiang didesak sehingga terjadi penurunan,
maka tiang disekitarnya akan ikut turun akibat tertarik oleh tanah disekitar tiang
yang dibebani. Berdasarkan kondisi tersebut, maka akan terjadi penurunan tiang
akibat beban yang didukung tiang didekatnya walaupun tiang tersebut tidak
terbebani.
36
Gambar 2.14. Interaksi Tanah Pondasi Pada Tiang Group
Sumber : soil Dynamics on Earthquake Engineering, Volume 84
2.11.1. Reaksi Tanah untuk Tiang Dengan Gaya Aksial
Pondasi tiang harus dirancang untuk menahan beban aksial statis dan siklik.
Hambatan aksial tanah disediakan oleh kombinasi adhesi tiang-tanah aksial atau
transfer beban di sepanjang sisi tiang dan resistansi di ujung tiang. Hubungan yang
diplot antara pemindahan tanah-tiang yang dimobilisasi dan refleksi tiang lokal
pada kedalaman apa pun dijelaskan menggunakan kurva t-z. Demikian pula,
hubungan antara resistensi ujung yang dimobilisasi dan refleksi ujung aksial
dijelaskan menggunakan kurva Q-z.
a.
Kurva Transfer Beban Aksial (t-z)
Tiang berfungsi meneruskan beban (P) dari struktur atas kedalam lapisan
tanah melalui gesekan pada selimut tiang (Qs) dan ujung bawah tiang (Qp).
Besarnya distribusi pada ujung bawah tiang biasanya terjadi secara seragam,
sedangkan distribusi di sepanjang selimut tiang tidaklah seragam. Distribusi
dari selimut tiang berbeda-beda dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya
yaitu kondisi tanah yang berada disekeliling tiang. Tujuan dari analisis
transfer beban adalah untuk mendapatkan kurva hubungan beban dengan
penurunan, juga untuk mengetahui perilaku dari pondasi tiang yang dibebani.
37
Tanah yang berada disekeliling dari pondasi digantikan dengan pegas yang
berada disepanjang kedalaman dari pondasi tiang, dimana lokasi pemasangan
pegas disesuaikan dengan pelapisan tanah yang ada dilokasi tersebut. Pada
ujung bawah pondasi tiang juga dipasangi dengan pegas untuk menahan
pergerakan aksial dari pondasi. Karakteristik dari model pegas-pegas tersebut
dimunculkan dalam bentuk kurva t-z pada segmen-segmen pemasangan
pegas di sepanjang selimut tiang.
Gambar 2.15. Pemindahan Beban Tiang Axial - Kurva Pemindahan (t-z)
Sumber : American Petroleum Institute
Bentuk kurva t-z pada perpindahan yang lebih besar dari zmax seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.15 harus dipertimbangkan dengan cermat. Nilai
rasio perlekatan sisa tres/tmax pada perpindahan tiang aksial terjadi (zres) adalah
fungsi dari perilaku tegangan-regangan tanah, riwayat tegangan, metode
pemasangan pipa, urutan beban tiang dan faktor-faktor lainnya. Nilai tres /
tmax dapat berkisar dari 0.70 hingga 0.90. Dengan keterangan gambar sebagai
berikut :
z = Refleksi Tiang Lokal, in (mm)
D = Diameter Tiang,in (mm)
t = Mobilisasi Tiang Tanah Adhesi, lb / ft2 (kPa)
tmax = Daya Rekat Tiang Tanah Maksimum Atau Kapasitas Unit Gesekan
Selimut, lb / ft2 (kPa).
38
b.
Refleksi Ujung Aksial - Kurva Perpindahan (Q-z)
Pergerakan ujung tiang yang relatif besar diperlukan untuk memobilisasi
resistensi bantalan penuh. Perpindahan ujung tiang hingga 10 persen dari
diameter tiang mungkin diperlukan untuk mobilisasi penuh di tanah pasir dan
tanah liat. Dalam absrncr kriteria yang lebih pasti kurva berikut
direkomendasikan untuk pasir dan tanah liat.
Gambar 2.16. Refleksi Ujung Aksial - Kurva Perpindahan (Q-z)
Sumber : American Petroleum Institute
Dengan keterangan gambar sebagai berikut :
z
= Defleksi Ujung Aksial, In. (mm)
D
= Diameter Tiang,in (mm)
Q
= Kapasitas Dukung Ujung, Lb (Kn)
Qp = Total ujung Tiang, lb (kN).
2.11.2. Reaksi Tanah untuk Tiang Dengan Gaya Lateral
Pondasi tiang harus dirancang untuk menopang beban lateral, baik statis atau siklik.
Selain itu, perencanaan harus mempertimbangkan kelebihan beban lateral pada
pondasi yang ditingkatkan oleh desain faktor keselamatan yang sesuai. Resistensi
lateral tanah di dekat permukaan penting untuk desain tiang, dan efek pada
ketahanan gerusan dan gangguan tanah selama pemasangan tiang harus
dipertimbangkan. Secara umum, di bawah pembebanan lateral, tanah liat
berperilaku sebagai bahan plastik yang diperlukan untuk menghubungkan
deformasi dengan ketahanan tanah.
39
a.
Kurva Beban – Lendutan (p-y Curves)
Kurva defleksi resistansi tanah lateral (p-y) harus dibangun menggunakan
data tegangan-regangan dari sampel tanah laboratorium. Ordinat untuk kurva
ini adalah resistensi tanah, p, dan absis adalah defleksi tanah, y. Dengan
prosedur berulang, satu set nilai defleksi beban yang kompatibel untuk sistem
tiang-tanah dapat dikembangkan. Analisis dengan metode p-y harus
memperhatikan perubahan kurva p-y dengan kedalaman. Kurva p-y dititik
tertentu pada tiang bergantung pada: Tipe tanah, Tipe beban, Diameter tiang
atau bentuk tampang melintang tiang, Koefisien gesek antara tanah dan tiang,
Kedalaman dibawah permukaan tanah, Metode pelaksanaan pemasangan
tanah, dan Pengaruh interaksi kelompok tiang.
Gambar 2.17. Interaksi Tiang-Tanah
Sumber : https://researchportal.port.ac.uk/.pdf
40
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Rangkaian Kegiatan Penelitian Tugas Akhir
Dalam merencanakan sebuah proyek konstruksi diperlukan adanya tahapan
pengerjaan proses perencanaan, dalam penulisan tugas akhir ini tahapan yang
dilakukan adalah sebagai berikut.
3.1.1. Tahap Perumusan Masalah
Pada tahapan perumusan masalah dilakukan pengumpulan hal-hal yang akan
ditinjau, penentuan terhadap tujuan yang akan dihasilkan, dan melakukan
penentuan batasan-batasan masalah (ruang lingkup penelitian).
3.1.2. Tahap Studi Literatur
Studi literatur yang dimaksudkan adalah mengumpulkan materi-materi yang akan
digunakan sebagai acuan dalam melakukan perencanaan dan pengumpulan standarstandar yang berhubungan dengan perencanaan pondasi yang akan dilakukan.
3.1.3. Tahap Pengumpulan dan Analisa Data
Pada tahap ini, dilakukan pengumpulan data-data yang mendukung pada
perencanaan pondasi. Pada tahap ini juga dilakukan analisa data, baik pengolahan
analisa data tanah maupun pengolahan analisa data struktur atas dengan bantuan
software. Data-data yang digunakan dalam perencanaan ini berupa data sekunder.
Data-data tersebut meliputi :
a.
Gambar DED (Detail Engineering Desain) Laboratorium Teknik 1 Institut
Teknologi Sumatera.
b.
Data penelitian tanah di lapangan dan di laboratorium pada perencanaan
Laboratorium Teknik 1 Institut Teknologi Sumatera.
41
3.1.4. Tahap Perencanaan Pondasi Tiang Bor (Bore Pile)
Melakukan perencanaan dengan menggunakan sistem pondasi tiang bor. Yang
meliputi perhitungan desain pondasi, mengetahui dimensi dan panjang tiang bor
yang dibutuhkan serta diameter yang dipakai, melakukan kontrol terhadap pondasi
yang berasal dari daya dukung aksial dan lateral baik pada tiang tunggal maupun
kelompok tiang, dan menghitung penulangan yang dibutuhkan.
3.1.5. Tahap Perencanaan Pondasi Rakit (Raft Foundation)
Melakukan perencanaan dengan menggunakan sistem pondasi rakit dengan
memperhitungkan dimensi pondasi rakit yang dibutuhkan, melakukan kontrol
terhadap struktur pondasi baik terhadap geser pons dan stabilitas guling dan geser
serta menghitung penulangan yang dibutuhkan.
3.1.6. Tahap Perhitungan Biaya Material
Setelah merencanakan pondasi, baik pondasi tiang bor dan pondasi rakit. Maka,
dilakukan perhitungan biaya material untuk mengetahui besarnya biaya yang
dibutuhkan untuk masing-masing pondasi.
3.1.7. Tahap kesimpulan dan Penutup
Tahap ini merupakan tahapan akhir dari proses perencanaan yang ada di tugas akhir
ini meliputi, desain hasil analisis perencaanaan pondasi, penasikan kesimpulan
yang sesuai dengan tujuan, serta diberikannya saran terkait perencanaan sejenis.
3.2. Diagram Alir Penelitian
Untuk memperjelas, tahap perencanaan dan pemodelan disajikan dalam bentuk
flowchart berikut ini :
42
Gambar 3.1. Flowchart Perencanaan dan Pemodelan
43
3.3. Tahapan Pemodelan
Tahapan pemodelan perencanaan pada penelitian kali ini menggunakan bantuan
software diantaranya pada analisis struktur, perencanaan pondasi rakit, dan
kelompok tiang.
3.3.2. Tahapan Pemodelan di ETABS 2016
Apikasi ETABS 2016 merupakan program analisis struktur yang dikembangkan
oleh perusahaan software Computers and Structures, Incorporated (CSI), aplikasi
ini untuk mengetahui gaya-gaya dalam dari sebuah struktur. Pada tahap ini berisi
langkah-langkah pengerjaan pemodelan struktur atas pada aplikasi ETABS 2016.
a.
Langkah Awal Mengakses aplikasi ETABS
Buka aplikasi ETABS dengan cara double clik pada icon aplikasi ETABS.
Gambar 3.2. Tampilan Awal Program ETABS
Lalu, pilih File, dan pilih New Model, dan akan muncul kotak dialog dibawah
lalu pilih ”Use Built-in Settings With” untuk mengatur peraturan dasar yang
akan digunakan dalam pemodelan.
Gambar 3.3. Kotak Dialog Model Initialization
44
Setelah memilih Model Initialization maka akan muncul kotak dialog
templates untuk membantu dalam perencanaan. Pilih Blank.
Gambar 3.4. Kotak Dialog New Model Quick Templates
Kemudian, pilih satuan yang akan digunakan dengan memilih unit yang
berada diujung kanan bawah aplikasi.
Gambar 3.5. Tampilan Memilih Satuan
b.
Membuat Grid
Pada layar kerja klik kanan lalu pilih Add/modify Grids. Dan akan muncul
kotak dialog seperti dibawah ini. Grid dibuat berdasarkan data perencanaan
denah bangunan.
Gambar 3.6. Kotak Dialog Grid Sistem
45
Pada kotak dialog diatas dibagi menjadi dua grid yakni Story Data untuk
memasukkan tinggi bangunan dan grid systems untuk mengatur grid arah x
dan y.
Gambar 3.7. Kotak Dialog Story Data
Gambar 3.8. Kotak Dialog Grid System Data
Gambar 3.9. Model Awal Struktur
c.
Mendefinisikan Material
Klik Define, pilih Material Properties. Akan muncul kotak dialog dibawah
dan pilih Add New Material.
46
Gambar 3.10. Define Materials
Setelah itu akan muncul kotak dialog seperti gambar 3.11. dan isi data-data
yang dibutuhkan sesuai dengan jenis material yang akan digunakan.
Gambar 3.11. Kotak Dialog Material Prperty Data
d.
Mendefiniskan Frame Section
Klik Define, pilih Section Properties dan pilih frame section. Akan muncul
kotak dialog dibawah. Frame Section digunakan untuk mendefinisikan
dimensi dan detail balok atau kolom yang digunakan.
Gambar 3.12. Kotak Dialog Frame Properties
47
Setelah itu, akan muncul kotak dialog dibawah ini, dan pilih section shape
yang akan digunakan baik beton ataupun baja.
Gambar 3.13. Kotak Dialog Frame Properties Shape Type
Setelah memilih material apa yang akan diguakan klik ok. Dan muncul kotak
dialog untuk mengisi detal dimensi dan material yang digunakan. Pada
pilihan propert Modifiers untuk mengganti nilai Moment of Inertia about 2
axis dan Moment of Inertia about 3 axis dengan nilai 0.35 untuk balok dan
0.7 untuk kolom.
Gambar 3.14. Kotak Dialog Frame Section Property Data
e.
Mendefinisikan Slab Section
Klik Define, pilih Section Properties dan pilih slab section. Lalu pilih Add
New Property. Slab Section digunakan untuk mendefinisikan pelat.
Masukkan material pelat dan ketebalannya.
Gambar 3.15. Kotak Dialog Slab Property Data
48
f.
Menggambar Balok, Klom, dan Slab yang telah didefinisikan.
Gambar 3.16. Toolbars untuk Menggambar Balok, Kolom, dan Slab
g.
Mengatur Perletakan
Perletakan yang digunakan adalah jepit, perletakan jepit diatur pada setiap
kolom pada lantai base. Pada lantai base, block semua area, pilih menu assign,
joint, dan pilih restraints.
Gambar 3.17. Pengaturan Perletakan Jepit
h.
Membuat Beban Gempa (Respon Spectrum)
Pada kurva spektra wilayah gempa yang diaplikasikan pada perencanaan di
dapatkan dari peta gempa SNI 1726-2012, data yang didapatkan berupa nilai
Ss, S1, dan Site Class. Dengan memilih Define, pilih fumction dan klik
Respon Spectrum. Pilih dasar peraturan yang akan digunakan, klik Add New
Fumction dan akan muncul kotak dialog seperti di bawah ini dan mengisi
data- datanya.
49
Gambar 3.18. Pengaturan Respon Spectrum
i.
Menambahkan Load Patterns
Dalam pemodelan dimasukkan beban-beban yang mempengaruhi strukur.
Dengan memilih Define, lalu klik Load Patterns. Masukkan semua beban
yang mempengaruhi struktur.
Gambar 3.19. Kotak Dialog Load Patterns
j.
Mendefinisikan Load Cases
Setelah dimasukkan beban-beban yang mempengaruhi strukur, maka harus
memberikan faktor pengali berat sendri dengan cara memlih Define, load
cases dan pilih Modify/show cases dan pilih load cases type. load cases type
dipilih berdasarkan analisis beban yang akan digunakan.
Gambar 3.20. Kotak Dialog Load Cases
50
Pada beban gempa load cases type dipilih Respon Spectrum dan mengganti
Load Name untuk beban gempa Ex yakni U1 dan beban gempa Ey dengan
U2. Untuk Scale Faktor didapat dari rumus berikut :
Scale Faktor =
ig
(3.1)
R
Dengan keterangan sebagai berikut :
i = Faktor Keutamaan
g = Gaya Gravitasi
R = Fungsi bangunan
Gambar 3.21. Kotak Dialog Load Cases Data
k.
Mendifiniskan Load Combinations
Dalam mendefiniskan Load combination adalah dengan cara klik define, pilih
Load combination. Pilih Add New Combo dan mengisi kombinasi
pembebanan berdasarkan SNI. Untuk tipe kombinasi diubah sesuai dengan
keperluan.
Gambar 3.22. Kotak Dialog Load Combination
51
l.
Memasukkan Beban Angin
Beban angin dimasukkan terhadap titik join seiap bagian dinding terluar dari
bangunan. Dengan memilih Assign, Joint Loads, pilih Force. Memasukkan
beban angin dengan mengklik join yang akan dimasukkan beban angin dan
mengisi nilai loads pada arah masuk dan keluar lalu pilih Add to Existing
Loads. Lalu tekan Aplly.
Gambar 3.23. Memasukkan Beban Angin
m.
Memasukkan Beban-beban ke Struktur
Beban struktur yang dimasukkan berupa beban mati, beban hidup, beban atap.
Pertama memasukkan beban mati pada dinding, yakni dengan memblock
struktur yang akan dimasukkan beban dinding, dengan memilih Assign,
Frame Load, dan memlih Distributed.
Gambar 3.24. Memasukkan Beban ke Struktur
Selanjutnya, memasukkan beban hidup pada pelat, yakni dengan memblock
struktur yang akan dimasukkan beban , dengan memilih Assign, Shell Load,
dan memlih Uniform, isi besaran gaya yang akan dimasukkan, pilih Add
Exizting Loads dan pilih Apply.
52
Gambar 3.25. Memasukkan Beban Hidup ke Pelat
Selanjutnya, memasukkan beban mati pada pelat, yakni dengan memblock
struktur yang akan dimasukkan beban , dengan memilih Assign, Shell Load,
dan memlih Uniform, isi besaran gaya yang akan dimasukkan, pilih Add
Existing Loads dan pilih Apply.
Gambar 3.26. Memasukkan Beban Mati ke Pelat
n.
Running Analysis
Pastikan seluruh prosedur sudah dilakukan dengan benar, lalu klik menu
Analyze dan pilih Run atau bias klik tombol F5 pada keyboard.
Gambar 3.27. Proses Running Analysis
53
Setelah melakukan Proses Running, untuk melihat hasilnya dapat langung
mengklik display pada toolbars dan pilih show tables.
Gambar 3.28. Display Program
Setelah itu memilih data apa saja yang ditampilkan.
Gambar 3.29. Pemilihan output yang akan Ditampilkan
Akan tampil hasil yang telah dipilih sebelumnya.
Gambar 3.30. Output Program
Pada hasil analisis menggunakan aplikasi ETABS 2016 ditampilkan output
berupa gaya-gaya yang akan digunakan sebagain inputan bagi pemodelan
pondasi rakit, hitungan manual daya dukung tiang tunggal, pemodelan daya
dukung pada tiang grup, dan pada pendesainan tulangan.
a. Pada pemodelan pondasi rakit semua gaya yang dihasiklan dapat
langsung di masukkan kedalam pemodelan aplikasi safe secara otomatis
tanpa harus memasukkan nya secara manual dengan cara mengexport nya.
54
b. Pada perhitungan manual daya dukung tiang tunggal, data yang
digunakan dari keluaran ETABS 2016 berupa Fz sebagai gaya aksial, Mx
sebagai momen arah x, dan My sebagai momen ke arah y.
c. Pada pemodelan daya dukung tiang grup, juga digunakan semua besaran
gaya yang dikeluarkan untuk perencanaan 2 Dimensi dan 3 Dimensinya.
d. Pada pendesaianan tulangan keluaran dari ETABS 2016 hanya digunakan
momen arah x dan gaya vertikalnya.
3.3.3. Tahapan Pemodelan di SAFE 2016
SAFE merupakan software keluaran CSI Berkley yang berbasis fininte element.
SAFE adalah aplikasi yang biasa digunakan untuk merancang lantai dan sistem
pondasi. Dari susunan Frame Layout hingga pembuatan detail gambar. Pada
perencanaan pondasi rakit menggunkan aplikasi SAFE 2016 dapat langsung
mengexport hasil output pada aplikasi ETABS 2016 sebagain input bagi pemodelan
pondasi rakit pada aplikasi SAFE 2016 yang termasuk didalamnya adalah semua
gaya yang berkerja, grid sistem mengikuti denah kolom sehigga memudahkan
dalam perencanaan. Pada tahap ini berisi langkah-langkah pengerjaan pemodelan
perencanaan pondasi rakit (Raft Foundation) pada aplikasi SAFE 2016.
a.
Langkah Awal Mengakses aplikasi SAFE
Buka aplikasi SAFE dengan cara double clik pada icon aplikasi SAFE.
Gambar 3.31. Tampilan Utama Aplikasi SAFE
Kemudian, klik New Model dan memilih peraturan dasar yang digunakan dan
memilih initial model.
55
b.
Gambar 3.32. Kotak Dialog Pemilihan Model Awal
Set the Units (Mengatur satuan)
Sebelum menginput data dalam program SAFE yang pertama harus
diperhatikan adalah merubah satuan yang akan rencanakan.
Gambar 3.33. Menentukan Satuan
c.
Membuat Grid
Pada layar kerja klik kanan lalu pilih Add/modify Grids. Dan akan muncul
kotak dialog seperti dibawah ini. Grid dibuat berdasarkan data perencanaan
denah bangunan.
Gambar 3.34. Membuat Grid
56
Gambar 3.35. Hasil Grid
d.
Mendefinisikan Material
Klik Define, pilih Material Akan muncul kotak dialog dibawah dan pilih Add
New Material.
Gambar 3.36. Kotak Dialog Materials
Setelah itu akan muncul kotak dialog seperti dibawah ini dan isi data-data
yang dibutuhkan sesuai dengan jenis material yang akan digunakan.
Gambar 3.37. Kotak Dialog Material Property Data
e.
Mendefinisikan Slab Prorperties
57
Klik Define, pilih Slab Prorperties Lalu pilih Add New Property. Slab Section
digunakan untuk mendefinisikan slab. Masukkan material slab dan
ketebalannya.
Gambar 3.38. Kotak Dialog Slab Property Data untuk Slab
Lalu, maemasukkan material kolom. Material kolom menggunakan Slab
Property dengan tipe Stiff dan Masukkan material Stiff dan ketebalannya.
f.
Gambar 3.39. Kotak Dialog Slab Property Data untuk Kolom
Mendefinisikan Soil Subgrade
Klik Define, pilih Soil Subgrade Properties. Akan muncul kotak dialog
seperti di bawah ini dan pilih Add New Property.
Gambar 3.40. Kotak Dialog Soil Subgrade
Setelah itu, isi subgrade Modulus. Lalu tekan Ok.
58
Gambar 3.41. Kotak Dialog Soil Subgrade Property Data
g.
Mengassign Slab dan Kolom
Untuk menggambar Slab, klik Draw, lalu pilih Draw/slabs area.
Gambar 3.42. Kotak Dialog Draw
Akan muncul kotak dialog berikut, dan pilih properti mat untuk
mendefiniskan pelat sebagai pondasi rakit, dan memilih luasan yang akan
diassign.
Gambar 3.43. Kotak Dialog Draw Slab Area
Untuk menggambar kolom, klik Draw, lalu pilih Quick Draw Areas Around
Points.
59
Gambar 3.44. Kotak Dialog Draw untuk Kolom
Akan muncul kotak dialog berikut, dan pilih properti stiff untuk
mendefiniskan kolom, dan memilih kolom yang akan diassign.
Gambar 3.45. Kotak Dialog Quick Draw Areas Around Points.
h.
Membuat Design Strips
Fungsi dari desain strips adalah untuk menampilkan gaya atau momen pada
setiap struktur. Pilih edit lalu klik Add/Edit Design Strips dan cukup memilih
pilihan OK, dan ulangi langkah serta pilih grid direction Y dan strip layer B
untuk menampilkan gaya dia arah x dan y.
Gambar 3.46. Kotak Dialog Add Design Strips
60
i.
Melakukan Expand/Shrink Areas
Fungsi dari expand/shrink areas untuk menjaga area/memberi jarak aman
dari muai susut struktur. Klik edit lalu pilih edit areas, dan pilih klik
expand/shrink areas.
Gambar 3.47. Kotak Dialog Design Strips
Gambar 3.48. Kotak Dialog Expand/Shrink Areas
j.
Mengassign soil properties
Pilih Assign, pilih Support Data, dan Pilih Soil Properties. Pilih soil support
yang telah di define sebelumnya dan pilih OK.
Gambar 3.49. Kotak Dialog Assign Soil Properties
61
k.
Menambahkan Pembebanan
Pilih Assign, pilih load data dan klik poin loads. Isi data-data menggunakan
data dari analisa struktur atas keluaran aplikasi ETABS.
Gambar 3.50. Kotak Dialog Point Loads untuk Menambahkan Beban
l.
Melakukan Run Analysis
Setelah melakukan prosedur dengan benar, setelahnya dapat melakukan
Running, sebelum itu klik Run lalu pilih Automatic Slab Mesh Option dan
klik OK.
Gambar 3.51. Automatic Slab Mesh Option
Setelah itu, klik Run dan pilih Run Analysis & Design atau pilih F5 pada
keyboard.
Gambar 3.52. Proses Run Analysis
Setelah itu dapat melihat hasil Running dengan memilih Display.
62
 Untuk melihat hasil deformasi, pilih show deformed shape.
 Untuk melihat gaya reaksi, pilih show reaction force.
 Untuk melihat Punching Shear, klik show punching shear design.
 Untuk melihat perencanaan pondasi rakit, pilih show slab design.
Gambar 3.53. Penampilan Hasil Running
Selanjutnya dapat dilihat pada display yakni Slab Design, untuk menentukan
diameter dan spasi antar tulangan untuk meminimumkan gaya geser.
Gambar 3.54. Kotak Dialog Slab Design
3.3.4. Tahapan Pemodelan di Group v8.0
GROUP v8.0 digunakan untuk menganalisis perilaku tumpukan kelompok yang
dikenai beban aksial dan lateral. Beban yang dikeluarkan oleh software struktur
harus diterjemahkan terlebih dahulu agar sesuai dengan input Group. Jika pada
ETABS keluaran berupa Fz maka input di Group berupa Fx, jika pada ETABS
keluaran berupa Fx maka input di Group berupa Fy, jika pada ETABS keluaran
berupa Fy maka input di Group berupa Fz. Pada aplikasi Group v8.0 output yang
dihasilkan berupa :
63

Besaran nilai Pmax dan Pmin.

Penurunan atau perpindahan horizontal.

Gaya dalam pada tiang.
Pada tahap ini berisi langkah-langkah pengerjaan pemodelan kelompok tiang dan
daya dukung kelompok tiang pada aplikasi Group v8.0. Dalam mendesain group.
a.
Langkah Awal Mengakses Aplikasi Group v8.0
Buka aplikasi Group dengan cara double clik pada icon aplikasi Group. Dan
memilih satuan dan jenis tampilan yang akan digunakan.
Gambar 3.55. Tampilan Layar Utama Aplikasi Group
b.
Memasukkan Data-data Perencanaan
Pertama-tama, memasukkan seluruh data perencanaan yang dibutuhkan,
dapat dilihat data apa saja yang dibutuhkan pada gambaer berikut.
Gambar 3.56. Tampilan Data
c.
Memasukkan Data Tiang
Pada tahapan ini, memasukkan jenis penampang tiang yang digunakan
beserta dimensi yang digunakan. Dengan mengklik data pada toolbars lalu
pilih Pile Cross Section dan pilih Edit Section.
64
Gambar 3.57. Kotak Dialog Pile Cross Section
d.
Memasukkan Parameter Tiang
Pada tahapan ini, memasukkan jenis tiang antara tiang bor dan tiang pancang
serta memasukkan modulus bahan, dengan memlih data dan pilih Pile
Properties.
Gambar 3.58. Kotak Dialog Pile Properties
e.
Memasukkan jenis perletakan
Dengan memilih Data, lalu klik pile group properties dan memilih perletakan
yang akan digunakan.
Gambar 3.59. Kotak Dialog Pile Group 3D Layout
f.
Input Koordinat Group Tiang
Koordinat pada group dimasukkan sesuai letak yang telah direncanakan.
Dengan cara memilih data dan memilih pile head coordinates dan mengisi
jarak x, y, dan z.
65
Gambar 3.60. Memasukkan Koordinat Tiang
g.
Memasukkan Beban
Dalam mendesain di Group beban yang dikeluarkan oleh software struktur
harus diterjemahkan terlebih dahulu agar sesuai dengan input Group. Dengan
memilih Data dan mengklik Loading dan memilih Add Load Case.
Gambar 3.61. Kotak Dialog Loading Definition
Setelah itu, pilih Edit Load Case akan muncul kotak dialog dibawah.
Gambar 3.62. Memasukkan Beban dari Struktur Atas
66
Piih Edit Load untuk memasukkan data beban yang telah didefinisikan dari
beban struktur ke Group.
Gambar 3.63. Memasukkan Beban
h.
Mendefiniskan Pilecap
Pada Group juga dapat langsung memasukkan dimensi pile cap dengan cara
memilih Data dan mengklik Pile-Cap Option dan memasukkan dimensi serta
ketebalan dari pilecap.
Gambar 3.64. Memasukkan Detail Pilecap
i.
Mendefinisikan Lapisan Tanah
Pada aplikasi Group juga memperhitungkan lapisan tanah pada perencanaan,
dengan memilih Data lalu mengklik Soil Layer. Masukkan jenis tanah sesuai
data tanah yang dimiliki lalu memasukkan parameter tanah yang diperlukan.
Seperti :
 Jenis tanah per kedalaman
 Berat Volume
 Shear Strength Parameter (Su atau ɸ)
67
 K value
 e50 (untuk clay saja)
 Tahanan friksi per satuan luas (α*Su, 1*NSPT, 2*NSPT)
 Tahanan ujung per satuan luas (9*Su, 40*NSPT, 7*NSPT , 13*NSPT)
Gambar 3.65. Memasukkan Parameter Tanah
j.
Menampilkan Hasil dari Data-data yang telah di masukkan
Setelah semua data dimasukkan, lihat hasil dengan cara memilih Show 3D
View pada toolbars dan pilih bagian mana saja yang akan ditampilkan.
Gambar 3.66. Menampilkan Hasil Desain
k.
Lakukan Running
Setelah semua prosedur dilakukan dengan benar, maka dilakukan proses
running, dengan cara memilih computation pada menu toolbars dan memilih
Run Analysis.
68
Gambar 3.67. Proses Run Analysis
Setelah menunggu beberapa saat setelah Run Analysis, pilih menu Graphs
untuk menampilkan hasil yang diingkan.
Gambar 3.68. Pilih Hasil untuk di Tampilkan
Gambar 3.69. Hasil Akhir Pemodelan
3.3.5. Kapasitas Aksial Lentur Tiang Tunggal di PCA Coloumn
PCA COLOUMN merupakan aplikasi untuk mendesain atau menginvestigasi
strutur kolom dan melakukan pendesianan tulangan. Input yang dimasukkan berupa
data umum jenis material, jumlah tulangan, gaya aksial dari ETABS 2016 yakni Fz
sebagai P dan Momen arah X. Output yang dihasilkan merupakan diagram iterasi
momen dan jumlah dan diameter tulangan yang digunakan. Pada tahap ini berisi
langkah-langkah pengerjaan pendesainan tulangan pada aplikasi PcaColoumn.
69
a.
Langkah Awal Mengakses Aplikasi PcaColoumn
Buka aplikasi Group dengan cara double clik pada icon aplikasi PcaColoumn.
Gambar 3.70. Tampilan Awal Aplikasi
b.
Memasukkan informasi awal
Pada tahap ini berisikan informasi dasar sebelum dilakukannya desain
tulangan, seperti satuan yang digunakan dan peraturan dasar yang digunakan.
Gambar 3.71. General Information
c.
Mendefiniskan Material
Pada tahap ini memasukkan informasi material yang digunakan dengan cara
memilih menu input, kemudian Material Properties, memasukkan nilai fc’
dan fy. Nilai yang lain akan otomatis terkalkulasi. Kemudian tekan OK.
Gambar 3.72. Proses Penginputan Material Properties
70
d.
Memasukkan Bentuk dari Desain
Pertama memilih menu Input, dan pilih Section, tentukan bentuk dari desain
pondasi, jika pondasi lingkaran maka pilih Circular dan memasukkan
diameter pondasi.
Gambar 3.73. Memasukkan Bentuk Desain Pondasi
Gambar 3.74. Memasukkan Diameter Pondasi
e.
Memasukkan Informasi Diameter Tulangan dan Jumlahnya.
Sebelum itu, harus disesuaikan dulu Reinforcing Bar Database yang ingin
digunakan dengan cara memilih menu Options kemudian pilih Rebar
Database, dan set ASTM A615M. lalu tekan OK.
Gambar 3.75. Proses Pengaturan Rabar Bas
71
Setelah itu, pilih menu input kembali dan pilih Reinforcement dan pilih All
Sides Equal. Masukkan jumlah tulangan, diameter dan tebal selimut beton.
Lalu tekan OK.
Gambar 3.76. Proses Memasukkan Jumlah Tulangan, Diameter dan Tebal
Selimut Beton.
f.
Mengatur Confinement
Dengan memilih menu Input, pilih Reinforcement dan klik Confinement.
Setelah itu pilih jenis dan sesuaikan tie sizenya.
Gambar 3.77. Proses Pengaturan Confinement
g.
Mendefiniskan Pembebanan
Dengan memilih menu Input, pilih Loads, dan pilih Forced. Setleah itu
memasukkan nilai Pu dan Mx yang berasal dari hasil pendesainan struktur
atas.
Gambar 3.78. Proses Penginputan Beban
72
h.
Lakukan Run Analysis
Setelah semua data selesai dimasukkan, maka dapat melakukan Running
dengan cara memilih menu Solve dan pilih Excute atau tekan tombol F5 pada
Keyboard.
Gambar 3.79. Hasil Akhir Diagram Interaksi Penulangan pada Pondasi
Output pada aplikasi PcaColoumn berupa luas tulangan yang dibutuhkan tetapi
hanya meninjau kolom dalam 1 arah (arah x).
3.4. Tahapan Pengerjaan Tugas Akhir
Pengerjaan tugas akhir dilakukan dengan 3 bagian, yakni :
a.
Seminar Proposal
Seminar proposal merupakan tahapan pengerjaan tugas akhir dalam bentuk
mempresentasikan Bab 1 hingga Bab 3 peneitian (sidang) yang berisi tentang
judul penelitian, latar belakang serta tujuan penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah, dan metode penelitian yang digunakan mulai dari
pengumpulan data hingga penarikan kesimpulan.
b.
Seminar Hasil
Seminar hasil merupakan sidang kedua yang berisikan hasil dari seminar
proposal jikalau ada perubahan yang signifikan dan hasil pembahasan berisi
perhitungan manual dan hasil pemodelan di aplikasi yang menjawab semua
rumusan masalah yang telah dibuat sebelumnya serta seluruh hasil analisis
yang menunjang pembahasan dari penelitian.
73
c.
Sidang Akhir
Sidang akhir merupakan sidang ketiga dan merupakan sidang final yang
mempersentasikan seluruh hasil dari penelitian tugas akhir mulai dari Bab 1
hingga Bab 5 yang dimuat dalam 1 laporan.
Pelaksanaan penulisan tugas akhir ini dimulai pada Desember 2019 dan akan
diselesaikan pada juli 2020, kurang lebih sekitar 7 bulan. Dalam melaksanakan
penelitian untuk tugas akhir ini, maka telah dilampirkan penjadwalan (time line)
sebagai berikut :
74
TIME LINE TUGAS AKHIR
No
Kegiatan
Des 19
Jan 2020
1 2
1 2 3 4
Feb 2020
1 2 3 4
Mar 2020
1 2 3 4 5
Bulan
Apr 2020
1 2 3 4
1 PROPOSAL
a. Penyusunan Bab 1 - 2
b. Revisi Proposal
c. Pengecekan Bab 1 - 2
d. Revisi Pasca Pengecekan
f. Pengumpulan Data
g. Pelatihan Aplikasi ETABS
h. Pelatihan Aplikasi SAFE
i. Pelatihan Aplikas i GROUP Pile
j. Penyusunan Bab 3
k. Pengecekan Bab 1 - 3
k. Seminar Proposal
2 SEMINAR HASIL
b. Proses Pengolahan Data
c. Tahapan Pemodelan
d. Anaslisis Hasil
e. Penyusunan Bab 4 - 5
f. Kelengkapan TA
g. Revisi Bab 4 - 5
h. Pengecekan Bab 1 - 5
g. Seminar Hasil
3 SIDANG AKHIR
a. Revisi pasca Seminar Hasil
b. Penyusunan Kelengkapan
c. Pengecekan Pra-Sidang
d. Sidang Akhir
e. Revisi Pasca Sidang Akhir
f. Pengecekan Ulang
h. JILID
:
:
:
Pelaksanaan Terealisasi
Ujian Semester (UTS/UAS)
Libur Idul Fitri
Gambar 3.80. Time Line Tugas Akhir
75
1
Mei 2020
2 3 4
1
Juni 2020
2 3 4
1
Juli 2020
2
3 4
5
Dengan keterangan waktu sebagai berikut :
a.
Desember 2019
 Minggu 1; 22 Desember - 28 Desember
 Minggu 2; 29 Desesember - 4 Januari
b.
Januari 2020
 Minggu 1; 5 Januari - 11 Januari
 Minggu 2; 12 Januari - 18 Januari
 Minggu 3; 3; 19 Januari - 25 Januari
 Minggu 4; 26 Januari - 1 Februari
c.
Maret 2020
 Minggu 1; 1 Maret - 7 Maret
 Minggu 2; 8 Maret - 14 Maret
 Minggu 3; 15 Maret - 21 Maret
 Minggu 4; 22 Maret - 31 Maret
d.
April 2020
 Minggu 1; 1 April - 11 April
 Minggu 2; 12 April - 18 April
 Minggu 3; 19 April - 25 April
 Minggu 4; 26 April – 30 April
e.
Mei 2020
 Minggu 1; 1 Mei - 9 Mei
 Minggu 2; 10 Mei - 16 Mei
 Minggu 3; 17 Mei - 23 Mei
 Minggu 4; 24 Mei - 31 Mei
f.
Juni 2020
 Minggu 1; 1 Juni - 6 Juni
 Minggu 2; 7 Juni - 13 Juni
 Minggu 3; 14 Juni - 20 Juni
 Minggu 4; 22 Juni - 30 Juni
g.
Juli 2020
 Minggu 1; 1 Juli - 11 Juli
 Minggu 2; 12 Juli - 18 Jul
 Minggu 3; 19 Juli - 25 Juli
 Minggu 4; 26 Juli - 31 Jul
76
DAFTAR PUSTAKA
Ameratungga , J., Sivakugan, N., & Das, B. M. (2015). Correlation of Soil and Rock
Properties In Geotechnical Engineering. Brisbane, Townsville, Henderson:
Springer. Bowles, Joseph E. 1997. Analisis dan Desain Pondasi Jilid 2, Edisi
Keempat. Jakarta: Erlangga.
American Petroleum Institute, 2002, Recommended Practice for Planning,
Designing, and Constructing Fixed Offshore Platform –Working Stress
Design ERRATA AND SUPPLEMENT, Washington, D.C., USA.
Bahagianda, Dhyna Annisa Magfira. Analisis Desain Pondasi Rakit Untuk
Bangunan bertingkat Dengan Metode Konvensional (Conventional rigid
Method), Tugas Akhir. Universitas Lampung.
Bowles, Joseph E. 1988 Analisis dan Desain Pondasi Jilid 1, Edisi Keempat.
Jakarta: Erlangga.
Codoto, P.D., 1983, Foundation Design Principles and Practice, Prentice-Hall
Das, Braja M., 2016, Principles of Foundation Engineering 8th Edition, Cengage
Learning, Stamford.
Girsang P., 2009. Analisa Daya Dukung Pondasi Bor Pile Pada Proyek Gedung
Crystal Square Jalan Imam Bonjol no. 6 Medan. Medan : Universitas
Sumatera Utara.
Gunawan, Rudi. 1983. Pengantar Teknik Pondasi. Yogyakarta: Kanisius.
Hardiyatmo, H. C. (2006). Teknik Pondasi 1. Yogyakarta: Beta Offset.
Hardiyatmo, H. C. (2006). Teknik Pondasi 2. Yogyakarta: Beta Offset
Hardiyatmo, Hary Christady. 2010. Stabilisasi Tanah Untuk Pekerjaan Jalan.
Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Irsyam, M. (2012). SI-3221 Rekayasa Pondasi. Bandung : ITB Press.
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Direktorat Jenderal Bina
Marga. (2019). Kumpulan Korelasi Parameter Geoteknik dan Pondasi.
Jakarta: Kementerian PUPR.
Lumy, David., 2016. Tinjauan Pondasi Rakit Dan Metode Pelaksanaan Pada
Pembangunan Gedung Sekolah Dian Harapan Manado, Politeknik Negeri
Manado: Tugas Akhir.
Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung Tahun 1987.
Saris, C.S., 2018. Evaluasi Desain Pondasi Tiang Bor Gedung Asrama 5 Tingkat
Di Kampus Institut Teknologi Sumatera, Bandar Lampung: Tugas akhir.
Setiadi, Budi, 1994, “Korelasi Beberapa Parameter Tanah Dari Beberapa Lokasi
Di Jakarta dan Jawa Barat”, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Setyo Budi, Gogot. 2011. Pondasi Dangkal. Yogyakarta: Andi.
Sigar, Recky. 2016. Tugas Akhit “Perencanaan Pondasi Tiang pancang dan
Metode pelaksanaan Pembangunan Ruko Mega Profit Kawasan Megamas
Manado”, Politeknik Negeri Manado, Manado.
Sitepu, Arif Rahman H., (2019). “Studi Numerik Faktor Efisiensi Daya Dukung
Aksial Kelompok Tiang Fondasi”. Tugas Akhir. Institut Teknologi Sumatera,
Lampung.
Skempton, A. W. (1953). The Colloidal Activity of Clays. Proceedings 3rd
International Conference onSoil Mechanics and Foundation Engineering,
Volume 1 Number 57 – 61. London.
SNI 1726:2012 mengenai “Tara cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur
bangunan bangunan gedung dan non gedung”
SNI 1727:2013 mengenai “Beban minimum untuk perancangan bangungan gedung
dan struktur lain”
Surjandari, N.S., 2007. Analisa Penurunan Pondasi Rakit Pada Tanah Lunak.
Jurnal Gema Teknik, volume 2.
Sosrodarsono, Suyono, dan Nakazawa, Kazuto, 2000, Mekanika Tanah dan Teknik
Pondasi, Pradnya Paramita, Jakarta.
Suryolelono, K. Basah. 1994. “Teknik Pondasi Bagian II”. Naviri, Jakarta.
Terzaghi, K. and Peck, R.B., 1948, Soil Mechanics in Engineering Practice, Wiley,
New York